除了寻找基因：在三种神经变性疾病中发现的相同重复的DNA

由于一位研究人员的直觉和几十年来DNA测序技术的进步，患有四种极其罕见的神经退行性疾病的家庭终于知道了他们疾病的原因。

四个罕见疾病都是由相同的DNA短片段重复多次造成的，研究人员将这种突变称为非编码扩增串联重复。研究人员怀疑，这种类型的变异可能导致其他疾病，迄今为止，一直逃避诊断基因检测。

许多治疗策略遗传疾病因为不同的突变可以导致相同的疾病而变得复杂。例如，帕金森氏症可能是由至少5个基因的独特突变引起的。囊性纤维化可以由同一基因的1000多个不同突变引起。

研究人员很兴奋，因为他们不是在特定基因中发现独特的突变，而是在基因组的不同区域发现了导致不同疾病的相同突变。

稀有疾病的遗传原因脱落诊断

医学博士/博士Hiroyuki Ishiura博士解释说:“因为导致这些疾病的突变如此相似，在未来，所有这些患者都可能受益于同样的治疗方法。”他是东京大学医院的助理教授，也是最近发表在《科学》杂志上的研究论文的第一作者自然遗传学。

“基因沉默技术(使以前活跃的基因失活)是一种可能的治疗方法。我们不知道结果如何，但我们相信这种策略在未来可能会帮助到患者。”他是东京大学医院的项目教授，也是最近研究论文的通讯作者。

该研究小组重点研究了成年期神经退行性变患者，这些患者表现出认知障碍、运动失控、失去平衡、四肢无力或吞咽困难等症状。

一种疾病的遗传原因与这些症状，脆弱的X震颤/共济失调综合征，在2000年代初期被鉴定为遗传密码的三个字母，CGG，在X染色体上重复数十或数百次。非成型扩增的串联重复突变可以由遗传代码的任何字母引起的，遗传密码重复了基因组中任何地方的不寻常的次数。

研究人员有一种预感，同样的CGG重复突变可能会导致其他三种具有相似症状和临床测试结果的罕见疾病。但由于患有这些其他疾病的患者拥有正常的X染色体，研究人员不知道潜在的CGG重复突变可能存在于基因组的哪个位置。

高科技寻宝游戏

前几代DNA测序技术需要研究人员知道基因组在哪里寻找突变。在人类基因组中寻找所有46个染色体上的CGG重复突变极为困难和艰苦。

研究人员设计的新方法依赖于现代下一代基因组测序和巧妙的数据分析。

研究人员对病人和健康人的整个基因组进行了短暂、重叠但断裂的测序。包括来自生物信息学和系统生物学系的计算生物学家森下新一(Shinichi Morishita)教授在内的合作者开发了一种新的计算机程序，可以对所有这些短序列进行分类，并一次又一次地搜索由CGG组成的序列。

利用整个健康人类基因组的标准序列，计算机程序可以将包含CGG重复突变的短片段锁定到特定的基因区域。研究人员将搜索范围缩小到患者基因组中有大量CGG重复序列的任何地方，而健康的人则没有。

有了这些信息，研究人员就知道了在何处对一长段DNA进行测序，以明确识别基因，以及患者的CGG重复突变存在于基因的何处。

罕见疾病有共同的症状

该研究小组所研究的四种罕见的神经系统疾病都是由CGG重复突变引起的，这些突变发生在距离较远的、看似不相关的脑区基因组。

其中一种疾病目前只在一个家族中发现。石浦说:“我们从10年前开始照顾这个家庭，所以找到正确的诊断方法对我们来说是一个长期的难题。”

通过对健康人群的基因分析，尽管他们有相同的CGG重复突变，但他们的基因组正在进行研究。这种情况极其罕见。

研究人员希望他们对稀有神经退行性疾病的研究可能导致对由其他类型的非编码串联重复引起的更常见疾病的见解突变,包括肌萎缩性脊髓侧索硬化症肌萎缩侧索硬化症(ALS)，也被称为运动神经元疾病或卢·格里克氏症疾病。

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