許多人都熟悉致癌基因，這些基因長期以來被認為與人類癌癥有關，比如“Src”基因。

人們不太了解的是，致癌基因的進化不僅僅是為了引起物種的癌癥，而是為了控制正常的生長和分化。

堪薩斯大學(University of Kansas)負責研究的副校長、分子生物科學教授Erik Lundquist說:“當一個有機體從一個受精卵生長到形成所有不同的組織類型時，包括Src在內的致癌基因會進化到控制這些正常事件。要了解這些致癌基因在癌癥中的作用，重要的是要了解它們在正常發育過程中沒有缺陷時的作用。當Src發生突變導致其出現缺陷時，它就變成了致癌基因。但我們正在研究Src在正常發育背景下的作用。”

現在，在PLOS ONE上發表的一項新研究中，Lundquist和他在堪薩斯大學實驗室的同事們為Src在我們的生物學中所起的作用增加了新的細節，表明該基因是神經系統健康發育所必需的。

這項工作依賴于一種叫做秀麗隱桿線蟲的模式生物，這是一種線蟲，它的Src基因與人類非常相似，但被稱為“Src -1”。

“有趣的是，當人類和這種蠕蟲最后有一個共同的祖先時，大約6億年前，Src蛋白的大部分功能已經在那個共同的祖先身上得到了解決，”Lundquist說。“我們對這種模式生物(線蟲)中SRC-1蛋白的研究，將與它在人類生長發育中的作用有關，因此與人類發病機制和癌癥有關。”

通過在Lundquist的實驗室使用CRISPR基因編輯技術完全敲除線蟲中SRC-1基因的功能，KU研究人員發現該基因通過引導軸突在神經系統的發育中起著關鍵作用。

“隨著神經系統的發育，神經元誕生了，它們必須精心設計這些被稱為軸突的結構，”Lundquist說。“軸突是神經系統的電線。SRC-1蛋白參與這些軸突的正常發育。例如，在人類的情況下，如果你的脊髓中有一個運動神經元，那么軸突是如何從你的指尖到肌肉，而不是從你的胃到肌肉的?這叫做軸突引導。SCR-1蛋白在軸突引導中起著關鍵作用，這篇論文也證明了這一點。”

倫德奎斯特在堪薩斯大學的合作者是研究生研究助理Snehal Mahadik和前本科生Emily Burt。

“Snehal最初是我們實驗室的一名研究生，幾年前完成了這項工作并獲得了博士學位，”Lundquist說。她還與實驗室的一名本科生Emily合作，她幫助做了很多實驗，并負責一些分析。”

堪薩斯大學的研究小組確定了SRC-1如何參與軸突生長的新細節，發現SRC-1調節一種被稱為生長錐的細胞結構。

Lundquist說:“它就像軸突的方向盤，引導軸突到達它的目標——一個運動神經元或神經系統中的另一個神經元——形成突觸。”“因為軸突需要在適當的位置形成突觸，SRC-1蛋白在軸突引導中起作用。”

此外，該團隊還解決了關于SRC-1在正常發育過程中如何促進軸突引導的科學爭論。

Lundquist說:“關于這個基因的作用，文獻中存在一些差異，我們通過完全刪除它來解決這個問題——這是相當明確的。事實證明，大多數人用來研究線蟲體內SRC-1的突變并不是基因功能的喪失。它是基因的一種激活形式，更像是致癌基因的作用。”

Lundquist還在堪薩斯大學癌癥中心和堪薩斯大學基因組學中心工作，他說致癌基因經常失去被其他蛋白質調節的能力，導致不受控制的活性，從而導致致癌。

“SRC-1基因的突變是這樣的，”他說。“但我們做了一個干凈、精確的敲除，確保該基因在生物體中沒有潛在的功能。我們發現表型(它的物理外觀)與之前的突變相反，證實了之前的突變不是功能喪失，而是基因的過度活躍形式。”

這項工作是開發脊髓損傷和中風新療法的第一步，這些疾病涉及神經元損傷和死亡。

“在遺傳學中，經常有分子磁帶在不同的事件中被重復使用，”Lundquist說。“我們正在尋找并定義Src在軸突引導中使用的磁帶。但同樣的磁帶也可能參與與腫瘤發生和癌癥有關的過程。這種理解為我們提供了更多的治療干預目標。”

堪薩斯大學的研究人員說，如果科學家們能夠理解Src是如何與它的效應器結合在一起的，那么它就擴大了治療干預的目標，這些蛋白質可以被特定的藥物化合物特異性地修飾，也許是以以前沒有意識到的方式。因此，這項研究得到了美國國立衛生研究院的支持。

他說:“了解這些蛋白質在這種情況下是如何相互聯系的，這對生物醫學研究具有更大的重要性。還有可能修復或減輕中風、缺氧和中風或脊髓損傷后的神經損傷的影響。我們的中樞神經系統不能很好地再生，所以了解神經元如何正常生長可能最終有助于我們了解它們如何再生。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-6/20240625032026348.htm）