生命中的突变“基本基因”与自闭症相关联

基因
这张样式图显示了一个基因与DNA的双螺旋结构和染色体的关系(右)。染色体是x形的,因为它在分裂。内含子通常存在于真核生物基因中,在剪接过程中(DNA转录成RNA后)被移除:只有外显子编码蛋白质。这张图将只有55个左右碱基的区域标记为基因。事实上,大多数基因的寿命都要长上百倍。来源:Thomas Splettstoesser/Wikipedia/CC BY-SA 4.0

已知对生命至关重要的基因 - 人类需要在子宫内生存和茁壮成长 - 在自闭症谱系障碍(ASD)的发展中也发挥着关键作用,旨在今天在线发布的Penn Medicine遗传学家的新研究美国国家科学院院刊。一项对1700多个家庭的遗传样本的分析显示,“必需基因”突变水平的升高与自闭症谱系障碍风险的增加和社交技能的下降显著相关。

因为大脑功能可能对突变积累特别敏感,识别出特定的集合其中有一种行为效应将有助于理解这种在人体内的积累是如何导致疾病的,比如自闭症谱系障碍,作者说。

这项工作验证了作者先前的大规模小鼠模型研究,揭示了三分之一的基因对生命至关重要,并可能与人类疾病有关。这项新的研究表明,患有ASD的兄弟姐妹与没有患ASD的兄弟姐妹相比,在必要基因中具有更高水平的破坏性突变。在已知的ASD风险基因中,必需基因也占相当大的比例。

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院遗传学教授、资深作者Maja Bucan博士说:“这使得我们在治疗方面的工作更加困难,但这些发现对于我们理解这种疾病绝对是至关重要的。”“我们知道这不是一个基因造成的;这是我们所知道的突变的背景。在这里,我们展示了这个背景是什么。“

研究结果表明,自闭症谱系障碍源于许多受损的基本基因的综合效应,这些基因在子宫发育的早期阶段(即受孕后8周)共同“工作”。ASD被称为多基因疾病,作者说,许多小基因的影响导致了一种疾病。

此前已有数百个突变基因被认为是这种高遗传性、复杂疾病的原因,但它们的重要性、彼此之间的关系以及功能尚未完全清楚。据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)报道,如今,在3岁至17岁的儿童中,每68名儿童中就有一名被诊断出患有自闭症,其中大部分是男孩。它被认为是美国发展最快的疾病之一

研究人员分析了近4,000个基因和5,000个非必需基因,2,013名与ASD和317名女性与ASD,以及没有ASD的兄弟姐妹,以众所周知的Esonic de Novo(在儿童)和继承的突变中。团队从Simons Simplex集合中拉动数据,是一个存储库来自2500个患有自闭症的家庭。

他们发现,与他们的兄弟姐妹相比,自闭症谱系障碍患者的基本基因突变水平在统计学上显著升高。作者报告说,必要的基因突变与自闭症谱系障碍的高风险和正常社会行为的中断有关。平均而言,ASD患者比他们没有受影响的兄弟姐妹多出44%的儿童早期突变和1.3%的基本基因遗传突变。

使用来自发展大脑的16个区域的RNA排序数据(来自Brainspan数据库),该团队还表明,富含基因的三种共同表达基因“模块”也涉及ASD。

研究人员,包括博客实验室的博士生副学生,包括博士生,称为29“高优先级”必需基因,该基因与先前鉴定的ASD相关基因在显影人体大脑中共同表达。这些基因可以作为未来功能和行为研究的目标,这不仅可以增加对疾病的越来越多的知识体,而且可能产生潜在的影响。

“我们提供了另一种优先考虑自闭症基因的方法,”吉说。“我们现在看到,必需基因比非必需基因更有可能与自闭症相关。关注这组基因将有助于对这种疾病的复杂遗传结构有更多的了解。”

“下一步是更深地挖掘以更好地了解我们在此鉴定的基因组内的突变的特定组合,”布坎说。“此外,我们的研究将帮助科学家们研究模型生物 - 小鼠,鱼,苍蝇 - 解释他们的发现并将它们与复杂的神经发育障碍联系起来。”


进一步探索

在自闭症基因中发现的独特基因基础可能导致更早的诊断

更多信息:在自闭症谱系障碍中基本基因中有害变种的负担增加,pnas.www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1613195113
引文:生命中的“基本基因”与自闭症(2016年12月12日)相关的“基本基因”从HTTPS://MedicalXpress.com/news/2016-12-mutations-1921检索到4月30日
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