WorldCommunityGrid和Decrypthon支持的研究人員合作研究4萬多種結構已知的蛋白質分子之間的相互作用,,特別關注在神經肌肉疾病方面起作用的蛋白質,Decrypthon是AFM(FrenchMuscularDystrophyAssociation),、CNRS(FrenchNationalCenterforScientificResearch)和IBM進行的一項合作研究,。
這個項目所產生的信息數據庫將幫助研究人員設計分子以抑制或增強特定高分子的結合,,希望能發(fā)現治療肌肉萎縮癥及其他神經肌肉疾病的更好方法。
什么是神經肌肉疾病和肌肉萎縮癥,?
神經肌肉疾病是一組機能紊亂疾?。倲党^200種)的通用術語,這些疾病直接通過肌肉病理學因素(肌肉萎縮癥)或間接通過神經病理學因素損害肌肉功能,。其中的大多數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,,最終導致嚴重的運動機能(移動,、呼吸等)殘疾。這些疾病的表現形式各不相同,,有些會越來越嚴重,,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)學界仍未找到治療神經肌肉疾病的有效方法,。
項目介紹
從基因到發(fā)病機理
1986 年,,科學家們發(fā)現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)現了 200 多種引起神經肌肉疾病的基因。然而,,對于由這些基因編碼的相應蛋白質的功能和相互作用,,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)現基因的數量也表明這些疾病發(fā)病機理的整體復雜性,。
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 的形式存在并構成基因組,?;蚪M所包含基因(已發(fā)現超過 2 萬種人類基因)的表現形式會產生蛋白質(已經發(fā)現了約 4.5 萬種蛋白質,,平均每個基因為 1.6 種蛋白質編碼),而這些蛋白質又根據器官(如肌肉)特異性確保細胞的功能,。
其中有些蛋白質是酶,,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,、稱為配體的分子結合,,就像鑰匙和鎖的關系),還有些是結構蛋白質,。蛋白質的空間構造(3 維結構)決定了它們的相互作用及功能,。
肌肉的功能取決于無數的蛋白質。這些蛋白質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),,有的位于運動神經軸突(用于刺激肌肉),有的則位于神經和肌肉之間的連接細胞中,。
大部分神經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蛋白質發(fā)生變異,從而導致蛋白質失去功能,、功能受損或蛋白質完全被破壞,。神經肌肉疾病因變異所影響的蛋白質及其部位而異。
研究人員要能夠理解神經肌肉疾病如何阻止蛋白質執(zhí)行保持肌肉和神經健康所需的功能,,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的功能及其相互作用,。
了解蛋白質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鍵。沒有這些重要的知識,,科學家們就無法開發(fā)創(chuàng)新的療法,,從而也無法攻克絕大多數的神經肌肉疾病。