艾默里大学和德克萨斯大学健康科学中心的研究人员发现，导致人类婴儿严重发育障碍的一类突变在芽殖酵母（一种更简单的生物）中也有类似效果。这些发现为研究这些条件提供了重要线索，因为它们揭示了如何研究这些疾病。
由于酵母易于实验室研究，这些发现还提出了在未来首先在酵母中快速测试治疗这些疾病的药物的可能性。
RNA外泌体
Pontocerebellar hypoplasia type 1 (PCH1) 是一种严重的医学状况，在出生时出现。患有这种疾病的婴儿有两个大脑区域——脑桥和小脑的发育受损。PCH1 患者表现出发育迟缓、全身无力、运动问题和智力障碍。大多数患者无法存活到婴儿期或幼儿期。
2012 年，四名 PCH1B 型患者的 EXOSC3 基因中都发现了突变，该基因编码细胞中的多蛋白复合物 RNA 外泌体的一个蛋白质。这是首次发现由影响 RNA 外泌体的突变引起的人类疾病。
RNA 外泌体于 1997 年在芽殖酵母（Saccharomyces cerevisiae）中被发现。其主要功能是处理、监控和周转细胞中的 RNA。
随后对其他神经和发育障碍患者的研究发现，许多其他与 RNA 外泌体蛋白质相关的基因也存在突变。这些条件统称为 RNA 外泌体病。
大多数 RNA 外泌体病会导致脑部发育不良。研究这些蛋白质的一个主要问题是哪些外泌体病会导致哪种形式的发育不良。
新发现
这些新发现于今年四月在两篇论文中报道，一篇发表在《RNA》杂志上，另一篇发表在《G3 Genes Genomes Genetics》杂志上。
RNA 分子是细胞中基因的工作副本。主副本是 DNA。细胞使用对应于一个基因的 DNA 序列作为模板来制造该基因的 RNA，然后使用 RNA 来制造蛋白质。许多新合成的 RNA 在发挥其细胞作用之前需要经过 RNA 外泌体的处理。
细胞中的大部分 RNA 是 rRNA（核糖体 RNA）。其他类型包括 mRNA（信使 RNA）、tRNA（转运 RNA）和各种非编码 RNA（ncRNA）。
mRNA 从基因转录后，会附着在核糖体上，核糖体是细胞的蛋白质制造工厂。工厂的原料供应商是 tRNA。
RNA 外泌体的一个关键功能是产生构建功能性核糖体所需的成熟 rRNA。RNA 外泌体还降解标记为移除的 mRNA。
独特特征
《RNA》论文研究了不同导致疾病的 RNA 外泌体突变如何具有不同的细胞效应。为了模拟这些疾病，研究人员将与人类疾病相关的突变引入酵母中相应的四个基因中。
研究人员发现，这些突变特别影响了 ncRNA、参与代谢的 mRNA 和核糖体蛋白基因。他们还能够确认细胞用于制造核糖体的过程中的缺陷。
重要的是，这项研究表明，不同的 RNA 外泌体病突变具有独特的分子特征，这些特征影响 RNA 监控、核糖体生产和蛋白质合成。这种独特性解释了不同 RNA 外泌体突变患者的不同临床结果，并强调了功能性建模在理解这些条件方面的价值。
人源化模型
在《G3》论文中，研究人员报告创建了一种“人源化酵母模型”，通过用人类或小鼠的相应部分替换酵母 RNA 外泌体中的特定部分。九个核心部分中有六个可以这样替换；在这六个中，有三个仍然允许酵母几乎正常生长。
然后，他们在模型中突变了已知会导致人类脑部发育不良的那些基因。该模型帮助他们识别出导致功能缺陷的确切遗传变异，包括已知的突变和新的突变。
在每种情况下，研究团队还能够证明这些突变直接破坏了 RNA 外泌体，而不是通过某种中间过程进行破坏。
这项研究表明，人源化酵母模型是一个方便的平台，可以测试哪些人类 RNA 外泌体突变是有害的，哪些不是。
总之，这些研究表明，导致人类 RNA 外泌体损伤的疾病变异也会在酵母中造成类似的损伤。未来在酵母中找到减轻损伤的药物可能对人类也有用。
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