科学家解开了罕见神经发育障碍的遗传之谜,为全球21个家庭提供了明确的诊断

【字体: 时间:2022年06月23日 来源:Genome Medicine

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  由梅奥诊所个体化医学中心领导的一个科学家合作团队在KCNK9基因中发现了另外15个导致神经发育综合征的基因突变。该障碍的症状包括言语和运动障碍、行为异常、智力残疾和显著的面部特征。

  

由梅奥诊所个体化医学中心领导的一个科学家合作团队在KCNK9基因中发现了另外15个导致神经发育综合征的基因突变。该障碍的症状包括言语和运动障碍、行为异常、智力残疾和显著的面部特征。

“到目前为止,已知只有一个KCNK9基因的基因改变会导致这种疾病,被称为KCNK9印记综合征。我们的研究描述了15种新的基因改变,”马格特·表姐博士说,她是梅奥诊所个体化医学中心的翻译基因组学研究员,也是这项研究的主要作者。

通过发表在《基因组医学》上的这项新研究,21个KCNK9基因变异的家庭获得了明确的基因诊断。虽然目前还没有针对KCNK9印记综合征的特殊治疗方法,但库森博士说,她的团队的发现可以指导治疗的发展。

“我们现在可以为更多的患者提供疾病根源的答案,这是找到治愈方法的最重要的第一步,”库森博士说。

KCNK9基因为制造一种名为TASK3的特殊运输蛋白提供指令,这种蛋白调节大脑中神经元的活动。当遗传自母亲的基因副本发生突变时,就会发生KCNK9印记综合征。来自父亲的基因总是沉默的。

KCNK9基因的一种致病变异改变了TASK3蛋白通道,从而破坏了正常的神经元发育。当TASK3蛋白通道正常工作时,它会维持细胞产生电信号和调节细胞活动的能力。

在这项研究中,库森博士和她的团队分析了47名KCNK9基因突变与KCNK9印记综合征相关的人的基因变异和疾病症状,包括独特的面部特征。研究参与者是从美国、英国、德国、意大利、法国、荷兰、加拿大和新加坡的医院或诊所招募的。

“然后我们确定了基因变异对KCNK9基因编码的蛋白质的影响,即TASK3钾通道。为了做到这一点,我们使用了基于计算机和基于细胞的方法来测量每种变体导致的TASK3通道功能的变化,”库森博士解释道。“我们能够表明,这些基因突变对通过TASK3通道的电流有不同的影响,但大多数改变了人体调节通道蛋白质的方式。”

库桑博士说,基因组测序的进步和对多组学技术产生的大量数据的解读能力正在加速对致病基因的发现。组学技术包括基因检测、基因组学;信使RNA转录组;蛋白质,蛋白质组学;和代谢产物,代谢组学。

“不久以前,发现单一基因变体被誉为里程碑,”库桑博士说。“现在我们能够阐明一个基因的一系列基因变化,以完全理解一种疾病的精确机制。”

库桑博士强调,随着基因组技术在临床护理中得到更广泛的应用,识别遗传变异不再是瓶颈。

“仍然存在的挑战是识别具有相似基因变异和疾病表现的个体,然后通过多学科专业知识解决这些基因变化导致疾病的机制,”表哥博士说。

这项研究由梅奥诊所和威斯康辛医学院,以及英国肯特大学和格林威治大学的研究人员合作进行

这项研究得到了德国研究基金会、梅奥诊所的个体化医学中心、琳达·t和约翰·a·梅洛斯捐赠创新和发现基金、威斯康星医学院的基因组科学和精准医学中心以及促进威斯康星健康基金会的支持。

文章标题

Gain and loss of TASK3 channel function and its regulation by novel variation cause KCNK9 imprinting syndrome


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