WorldCommunityGrid和Decrypthon支持的研究人員合作研究4萬多種結(jié)構(gòu)已知的蛋白質(zhì)分子之間的相互作用,,特別關(guān)注在神經(jīng)肌肉疾病方面起作用的蛋白質(zhì),,Decrypthon是AFM(FrenchMuscularDystrophyAssociation),、CNRS(FrenchNationalCenterforScientificResearch)和IBM進行的一項合作研究,。
這個項目所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)庫將幫助研究人員設(shè)計分子以抑制或增強特定高分子的結(jié)合,,希望能發(fā)現(xiàn)治療肌肉萎縮癥及其他神經(jīng)肌肉疾病的更好方法,。
什么是神經(jīng)肌肉疾病和肌肉萎縮癥,?
神經(jīng)肌肉疾病是一組機能紊亂疾?。倲?shù)超過200種)的通用術(shù)語,,這些疾病直接通過肌肉病理學(xué)因素(肌肉萎縮癥)或間接通過神經(jīng)病理學(xué)因素損害肌肉功能。其中的大多數(shù)疾病都具有以下特點:比較罕見(概率小于兩千分之一),、源于基因(80%)并同時影響兒童和成人,。
這些慢性疾病會逐步降低肌肉力量,最終導(dǎo)致嚴(yán)重的運動機能(移動,、呼吸等)殘疾,。這些疾病的表現(xiàn)形式各不相同,有些會越來越嚴(yán)重,而有些會穩(wěn)定好幾年,,并且同一種疾病在不同人身上也會表現(xiàn)出不同的癥狀,。
盡管治療方法在不斷進步,但到目前為止,,醫(yī)學(xué)界仍未找到治療神經(jīng)肌肉疾病的有效方法,。
項目介紹
從基因到發(fā)病機理
1986 年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了第一種與杜興氏肌肉萎縮癥(Duchenne dystrophy,,最常見的肌肉萎縮癥形式)有關(guān)的基因 - 肌營養(yǎng)不良基因(dystrophin gene),。從那時起,我們通過基因分析方法發(fā)現(xiàn)了 200 多種引起神經(jīng)肌肉疾病的基因,。然而,,對于由這些基因編碼的相應(yīng)蛋白質(zhì)的功能和相互作用,我們基本上仍然是一無所知,。盡管我們的知識水平在不斷提高,,但已發(fā)現(xiàn)基因的數(shù)量也表明這些疾病發(fā)病機理的整體復(fù)雜性。
一個生物體的所有細胞都包含相同的遺傳信息,,這些信息以 DNA 的形式存在并構(gòu)成基因組,。基因組所包含基因(已發(fā)現(xiàn)超過 2 萬種人類基因)的表現(xiàn)形式會產(chǎn)生蛋白質(zhì)(已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約 4.5 萬種蛋白質(zhì),,平均每個基因為 1.6 種蛋白質(zhì)編碼),,而這些蛋白質(zhì)又根據(jù)器官(如肌肉)特異性確保細胞的功能。
其中有些蛋白質(zhì)是酶,,有些是信號分子,,有些是感受器(它們與其他具有高度親合性和特異性、稱為配體的分子結(jié)合,,就像鑰匙和鎖的關(guān)系),,還有些是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造(3 維結(jié)構(gòu))決定了它們的相互作用及功能,。
肌肉的功能取決于無數(shù)的蛋白質(zhì),。這些蛋白質(zhì)在不同的細胞和級別發(fā)揮作用,有的位于肌肉細胞本身(細胞體),,有的位于運動神經(jīng)軸突(用于刺激肌肉),,有的則位于神經(jīng)和肌肉之間的連接細胞中。
大部分神經(jīng)肌肉疾病都是由基因突變引起的,,某些基因的突變會引起相應(yīng)蛋白質(zhì)發(fā)生變異,,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)失去功能、功能受損或蛋白質(zhì)完全被破壞,。神經(jīng)肌肉疾病因變異所影響的蛋白質(zhì)及其部位而異,。
研究人員要能夠理解神經(jīng)肌肉疾病如何阻止蛋白質(zhì)執(zhí)行保持肌肉和神經(jīng)健康所需的功能,,就必須更好更詳細地理解每種肌肉萎縮癥發(fā)病機理中所涉及的蛋白質(zhì)的功能及其相互作用。
了解蛋白質(zhì)的功能及其相互作用對于幫助研究人員制定治療策略同樣非常關(guān)鍵,。沒有這些重要的知識,,科學(xué)家們就無法開發(fā)創(chuàng)新的療法,從而也無法攻克絕大多數(shù)的神經(jīng)肌肉疾病,。