一项来自美国国立卫生研究院（NIH）下属国立中风和神经性疾病研究所（NIDDK）和美国哈佛大学医学院的新的研究成果表明，神经元和植物的根系细胞可能使用了类似的生长机制。该新研究表明，一些形式的遗传性痉挛性下肢瘫痪疾病（HSP）普遍存在潜在的缺陷与广泛用于农业研究中的植物根毛异常发生机制中存在的缺陷及其相似。研究结果还提示，拟南芥（Arabidopsis thaliana）对于HSP 的研究非常有用。这项发表在8月7日Cell杂志上。
HSP 是一类遗传性神经紊乱疾病，患者体内一些最长的神经元不能正常生长，并且无法正常行使功能。HSP在不同家族中存在着许多不同的形式，共有40多个基因已经证实与这种疾病相关。新研究表明，内质网（ER）的形态缺陷是造成HSP 的一种常见的原因。研究人员推论，在一些形式的HSP 中，内质网失去其复杂的结构形态，从而导致其无法支持皮质脊髓轴突生长与修护。这项新的研究的重点在于一个被称作atlastin的基因上。这个基因在10%左右的HSP 患者体内均有缺陷，研究人员以往的研究中也表明，该基因在神经轴突生长中起作用。这项新的研究表明，在哺乳动物细胞中atlastin蛋白对于维护内质网的形状是必要的，在面包酵母中，与其类似的蛋白质Sey1p蛋白也执行相同的功能。
研究者通过证明atlastin与一类被称为DP1蛋白家族之间的联系，来说明内质网的缺陷与HSP 之间存在的普遍联系。几年前，Prinz博士和Rapoport博士报道，在酵母中DP1的类似物调控着内质网的形状。同时，其他研究人员也分别报道，3%到8%HSP病例都是由REEP1 的突变引起的，而REEP1蛋白就属于DP1蛋白家族。这项研究结果表明，在哺乳动物细胞中atlastin与DP1相互发生物理作用，而在酵母中Sey1p（酵母中的atlastin）与DP1的类似物相互作用。
研究人员同时指出，拟南芥中也存在类似atlastin的基因，即所谓的根毛缺陷3 基因（RHD3）。RHD3的突变导致植物产生短的、波浪状的根毛。如果轴突生长和根毛生长之间的关系能被进一步的研究证实，拟南芥将可能成为研究HSP 发病机制的一个有用的工具。（生物谷Bioon.com）
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Cell, Volume 138, Issue 3, 549-561, 7 August 2009 doi:10.1016/j.cell.2009.05.025
A Class of Dynamin-like GTPases Involved in the Generation of the Tubular ER Network
Junjie Hu1,4,5,Yoko Shibata1,5,Peng-Peng Zhu2,5,Christiane Voss3,Neggy Rismanchi2,William A. Prinz3,Tom A. Rapoport1,,andCraig Blackstone2
1 Howard Hughes Medical Institute, Department of Cell Biology, Harvard Medical School, 240 Longwood Avenue, Boston, MA 02115, USA
2 Cellular Neurology Unit, Neurogenetics Branch, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA
3 Laboratory of Cell Biochemistry and Biology, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA
The endoplasmic reticulum (ER) consists of tubules that are shaped by the reticulons and DP1/Yop1p, but how the tubules form an interconnected network is unknown. Here, we show that mammalian atlastins, which are dynamin-like, integral membrane GTPases, interact with the tubule-shaping proteins. The atlastins localize to the tubular ER and are required for proper network formation invivo and invitro. Depletion of the atlastins or overexpression of dominant-negative forms inhibits tubule interconnections. The Sey1p GTPase in S. cerevisiae is likely a functional ortholog of the atlastins; it shares the same signature motifs and membrane topology andinteracts genetically and physically with the tubule-shaping proteins. Cells simultaneously lacking Sey1p and a tubule-shaping protein have ER morphology defects. These results indicate that formation of the tubular ER network depends on conserved dynamin-like GTPases. Since atlastin-1 mutations cause a common form of hereditary spastic paraplegia, we suggest ER-shaping defects as a neuropathogenic mechanism.
