《Nature》影响神经发育障碍的第一个“非基因”突变

【字体: 时间:2018年03月23日 来源:生物通

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  今日(3月21日)《Nature》杂志刊登了神经发育障碍遗传变化研究领域迄今为止规模最大的一项研究成果。

  

这项由Wellcome Sanger研究所和英国国民健康保险制度(NHS)的科学家们领导,调查取样覆盖近8000个家庭,首次发现了基因突变以外的遗传变异也会导致罕见中枢神经系统发育障碍。

这项研究为过去无法确诊的神经发育障碍儿童疾病的正确解读率迈出了第一步。

成千上万的婴儿天生携带DNA错误,这些基因变异或突变可能导致智力残疾、癫痫、自闭症或心脏缺陷。与常见遗传疾病相比,有些发育障碍左右都无法确诊的原因是因为相对比较罕见。2010年,致力于解读未知发育不全疾病诊断研究的“破解发育障碍(Deciphering Developmental Disorders,DDD)计划”成立。

截止到目前,DDD调查研究的超过13000名儿童中将近三分之一已得到确诊,遗憾的是,仍有三分之二的家庭还没有等到答案。

在最近这项研究中,研究人员主要调查了中枢神经系统遗传紊乱(比如发育性大脑功能障碍),症状表现为学习和语言障碍等。

研究团队重点比较了8000个孩子和父母三套基因组的编码基因以及非编码基因,尽管非编码基因不生产蛋白质,但它们是控制基因表达开合的重要调控元件。

在过去,遗传病研究大多集中于编码基因变化,然而,这次研究人员发现调控元件突变亦可能导致神经发育障碍,由于这些调控因子在哺乳动物进化史上非常保守,表明它们对早期大脑发育起关键作用。

文章一作是来自Wellcome Sanger研究所的Patrick Short博士,他说:“这是第一次,我们可以通过基因组调控元件的破坏性遗传改变来预测有多少患儿患有严重的神经发育障碍。在我们研究的家庭中,多达140个孩子可能因携带这些特殊突变而罹患这些症状。我们正在为这些家庭进行进一步的确诊工作。”

突变的调控元件必须与它们所管控的基因联系起来,方能理解这些突变造成神经发育紊乱的机制,这非常具有挑战性的——因为基因和表达调控元件也许相隔很远。

DDD计划负责人Matthew Hurles博士说:“为了提供精确的遗传诊断,我们首先需要用尽可能多的大规模数据将单独的调控元件与特定疾病关联起来。NHS的10万个基因组计划将为我们提供足够的精确度来定义这些疾病。”

英国遗传医学学会主席Anneke Lucassen教授评价,许多家庭为寻求一个答案已苦苦等了许多年,这项研究不仅交出了答卷,而且更是一个激励。唯有正确诊断,才能决定孩子们的治疗方案,一个饱受病苦的家庭才能看到希望。

原文检索:Patrick Short et al. (2018) De novo mutations in regulatory elements in neurodevelopmental disorders. Nature. DOI: 10.1038/nature25983

(生物通:伍松)

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