為發育中的胚胎輸送必需的銅

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研究人員早就知道,為了正常發育,胚胎需要足夠量的某些關鍵營養素。銅,似乎就是這樣一種關鍵物質。事實上,根據今天發表在《美國國家科學院院刊》上的研究,導致向細胞輸送銅的蛋白質丟失的基因突變可以完全抑制胚胎髮育。

密歇根大學研究員、其中一項研究的主任 Dennis Thiele 說:“銅是一種必需的微量營養素,細胞內重要的生化反應需要它。沒有銅,細胞就無法產生能量、代謝鐵或解毒自由基。沒有銅,我們就無法生長血管、合成控制肌肉收縮的神經肽,或者製造賦予我們皮膚彈性的膠原蛋白。”但研究人員報告稱,為了進入細胞,銅需要一種非常特殊的伴侶蛋白,一種名為 Ctr1p 的蛋白質。Thiele 解釋說:“Ctr1 護送銅穿過細胞表面膜,然後將其傳遞給至少三種其他蛋白質,這些蛋白質將其輸送到細胞內的特定區室。”

早期的研究表明,Ctr1 在酵母細胞中運輸銅,但其在哺乳動物中的功能尚不清楚。為了確定該蛋白質在哺乳動物中是否執行相同的任務,研究人員培育了小鼠,這些小鼠只有一份功能性 Ctr1 基因複製。由此產生的動物看起來很正常,但它們大腦和脾臟中的銅含量約為正常同類動物的一半。在另一項實驗中,研究人員試圖透過繁殖自身缺失一份複製的雄性和雌性小鼠來生產缺失兩個功能性 Ctr1 複製的動物。但令他們驚訝的是,這些配對產生的 378 只小鼠中,沒有一隻缺失兩個基因複製。進一步的檢查表明,所有缺失兩個複製的胚胎都在受精後 10 到 12 天死亡。


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Thiele 說:“我預料到銅在發育中的重要性,但我沒想到它會如此關鍵,以至於所有沒有 Ctr1 的小鼠胚胎都會在出生前死亡。基於這些結果,如果我發現人類胚胎缺少兩個 Ctr1 複製會在懷孕期間自發流產,我不會感到驚訝。

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