良好的开端:破译非编码突变!

【字体: 时间:2018年12月18日 来源:

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  12月14日,《Science》杂志报道,一项针对将近2000个家庭的全基因组测序研究显示,自闭症患者基因组的“启动子”区发生了突变,首次在全基因组分析背景下,揭示了人类基因组中非编码突变的作用。

  

大多数自闭症等疾病的测序研究都集中在基因组的编码区,因为人们认为编码基因是构建蛋白质的“食谱”。但是,超过98%的人类基因组由基因以外的物质组成。“如果它们没有用,我们不可能让它们留在基因组中,”这项研究的领导人之一、加州大学旧金山研究所的Stephan Sanders说。

在诸如自闭症等疾病中定位非编码区的作用比定位基因的作用要困难得多,既是因为数据量大,又因为非编码区域功能理解不充分。具有意义的是,新研究从2000个家庭的数据噪音中提取了有用信号。

Sanders课题组调查了自闭症家族数据库Simons Simplex收藏中1920个“四重奏”(自闭症儿童、未受影响的父母和未受影响的兄弟姐妹)。研究发现,在基因组的启动子区域,自闭症儿童比他们的兄弟姐妹有更多新突变(非父母遗传的自发突变)。

这说明,非编码区的新突变对自闭症有影响。

其中一些突变位于与神经元分化或发育迟缓有关,以及与CHD8有互动的基因的启动子中,CHD8是最常见的自闭症风险基因之一。

这些信号在包括人在内的许多物种的启动子区域有很高的保守性,尽管自闭症是一个非常人性化的特征,但其机制可能已经存在数百万年了。“这是一个令人鼓舞的发现,尽管不同物种之间存在差异,但自闭症的动物模型确实有助于阐明疾病。”

启动子区决定细胞表达特定基因,在发育阶段起着关键作用。因此,这篇文章可能为自闭症的特征提供线索。

这项研究成功的关键是Simons Simplex收藏,它不仅提供了用于测序研究的全血样本,而且侧重于“有一个受影响的孩子和未受影响的父母及兄弟”的家庭,换句话说,这些家庭是可能发生新突变的家庭。“2006年设立这个收藏的结构以来,已经产生了巨大影响,”Packer说。“例如,先天性心脏病等其他疾病,研究人员也都遵循着‘收藏’的指导思想,致力于寻找simplex家庭的新突变。”

在SPARK项目(21000个家庭的行为数据和DNA数据)全基因组测序研究的支持下,研究人员表示,很快他们将取得更大进步。纽约基因组中心已经开始对400个SPARK家系进行全基因组测序,另外400个正着排队,还有更多家系计划将在2019年进行。“SPARK是美国最大的自闭症研究项目,”哥伦比亚大学的首席研究员Wendy Chung说。“该项目以研究50000多名自闭症患者为目标,我们对即将确定的遗传因素充满信心。”

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原文检索:Genome-wide de novo risk score implicates promoter variation in autism spectrum disorder,Science

(生物通:伍松)

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