通過篩選小鼠體內影響神經細胞遷移的基因突變，科學家們發現一個基因在神經細胞內蛋白運輸過程中發揮關鍵作用。科學家們發現如果正在發育的小鼠缺少這個基因表達的蛋白，它的大腦就會出現嚴重缺陷。通過研究該基因突變在人類中的情況，科學家們發現相同基因的突變導致了神經退行疾病。一個旨在將分子生物學家和臨床遺傳學家聯系在一起的信息數據庫將實驗室和病人之間緊密聯系在了一起：一個來自西歐國家的年輕患者成為了四兄弟中唯一一個受到該基因突變影響的人；神經退化、認知缺陷和痙攣限制了他對外界刺激產生反應或者控制肌肉的能力，他的一長串癥狀列表中還出現了癲癇。他在19歲就去世了。
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| 圖片來源：Research Institute of Molecular Pathology |
維也納分子病理學研究所（IMP）David Keays實驗室的科學家們發現這個病人就是他們研究拼圖的最后一個板塊。在他們聯系臨床遺傳學家之前很久，就開始在小鼠體內篩選對神經遷移有影響的基因突變。
脊椎動物的大腦發育強烈依賴于神經細胞正確的產生、遷移、分化和生存。所有這些過程都需要很多基因及其表達的蛋白協同作用，其中任何一個基因突變都可能影響神經細胞的功能。通過生物化學方法誘導基因突變，科學家們發現Vps15是神經正常發育必需的一個基因，相關研究成果于近日發表在《Nature Neuroscience》上。
“它幾乎是一個不可能的候選基因。”該研究第一作者Thomas Gstrein說道。“人類有超過20000個基因，沒有人能猜到Vps15會有這個作用，你不可能只通過Vps15就創造出大腦。
只有通過大量的篩選（與哈佛大學的研究人員合作），科學家們才找除了這個特殊的基因。
隨后他們檢測了小鼠大腦由于該基因突變產生的特征，并研究了Vps15在大腦發育中發揮作用的分子機制——將它與其他形成細胞骨架的蛋白聯系在了一起。他們發現背后的分子機制之后，他們就轉向了Genematcher——一個將他們與臨床遺傳學家聯系在一起的數據庫，該遺傳學家有一個病人同源Vps15基因上出現了突變，這個病人也還有神經退行性疾病。
通過檢查這個病人、他的兄弟姐妹以及他的父母，研究人員確定Vps15突變使得其表達的蛋白減少，從而引起了神經發育缺陷。在他們的文章中，他們指出Vps15也許在其他神經疾病中也發揮重要作用，如精神分裂癥和自閉癥，研究人員呼吁在未來的研究中要更加關注這個基因。
參考資料：
Thomas Gstrein et al. Mutations in Vps15 perturb neuronal migration in mice and are associated with neurodevelopmental disease in humans, Nature Neuroscience (2018). DOI: 10.1038/s41593-017-0053-5