2020年，疫情成為了世界的焦點，這種疾病的傳染力和致死率也讓世人在原有基礎上發展了更為先進的醫療技術。今天我們就來聊聊在新技術之下的世界罕見疾病之一—“帕金森病”的相關研究。

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一種相對常見的神經退行性運動障礙，由大腦黑質區產生多巴胺的神經元缺失引起。這種疾病大部分是發散的，但大約有10％的病例表現為家族遺傳模式，而這些罕見的病例基本確定是與之相關的基因突變導致的。對這些家族性帕金森氏病基因的功能研究，對深入了解細胞通路有重要意義，即使是發散性帕金森氏病也是如此。更好地理解導致帕金森氏病的途徑，將有望找到更有效的治療方法。

早在年2015年，美國加州斯坦福大學的吉特勒實驗室（The Gitler Laboratory）進行了就帕金森病致病原因的相關性研究，在新的研究報告中使用Singer Instruments的ROTOR通過風險基因VPS35和EIF4G1更好地了解帕金森氏病的根本原因。

主題：Parkinson’s Disease Genes VPS35 and EIF4G1 Interact Genetically and Converge on α-Synuclein

帕金森病基因VPS35和EIF4G1遺傳相互作用并聚合在α-突觸核蛋白上

作者：Aaron D. Gitler

來源：The Gitler Laboratory, Stanford University,CA, USA

與帕金森氏病有關的兩個新基因是EIF4G1和VPS35。EIF4G1編碼翻譯起始因子，而VPS35是囊泡轉運復合物（retromer）的組成部分。EIF4G1和VPS35都在酵母中具有相關基因（人EIF4G1 =酵母TIF4631和TIF632，人VPS35 =酵母VPS35）。由于EIF4G1和VPS35的兩個酵母同源基因都是非必需基因，因此缺失了其中任一者的酵母菌株都可以正常存活并生長良好。我們想定義這些基因的細胞功能，因此我們決定進行篩選，以鑒定可以與Tif4631或Vps35一起刪除而導致生長缺陷的基因。

這種類型的篩選稱為合成致死篩選（synthetic lethal screen），是鑒定在相似細胞過程中起作用基因的有效方法。它使我們對基因如何與基因組其余部分相互作用有很好的了解，從而為我們提供了可能與帕金森氏病通路有關的線索。

酵母基因組包含大約6,000個基因，其中大約4,850個是非必需的。手動去操作這么多菌株是一項艱巨的任務，幾乎是不可能的，而且非常耗時。幸運的是，我們能夠利用SINGER公司的菌落高通量篩選工作站ROTOR來篩選。通過該儀器，將4850個非必需單倍體酵母缺失文庫與vps35缺失突變體或tif4631缺失突變體交配，產生二倍體細胞。然后，讓其減速分裂產生孢子并篩選包含兩個缺失涂布的單倍體后代進行出芽生殖。所有這些繁瑣的工作都由Singer Instruments ROTOR完成，并做了三次重復實驗。然后，我們使用圖像分析軟件比較菌落的大小，以鑒定與單個突變體相比變小的雙突變體。這使我們對VPS35和EIF4G1的功能有了深刻的了解。我們能夠獲取酵母數據，并在其他線蟲和老鼠等模式生物中證實我們的發現。通過使用ROTOR，我們能夠在不到兩周的時間內進行大規模全基因組篩選，并生成可靠的、具有統計學意義的和可重復的數據。