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新發(fā)現(xiàn)三個與神經(jīng)發(fā)育障礙相關(guān)的基因

時間:2023/12/11閱讀:177
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摘要:研究人員已經(jīng)確定了三種新基因是如何導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙的。

在過去的幾十年里,研究人員已經(jīng)在與神經(jīng)發(fā)育障礙相關(guān)的不同信號通路中發(fā)現(xiàn)了1500多個基因。平均而言,大約三分之一的神經(jīng)發(fā)育障礙患者接受了基因診斷。然而,對于這些基因是如何聯(lián)網(wǎng)的,以及它們的功能障礙是如何導(dǎo)致這些疾病的,人們知之甚少。

先前對其他疾病的研究表明,與基因剪接有關(guān)的問題可能是罪魁禍首。在轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)之前,基因被轉(zhuǎn)錄成內(nèi)含子(不編碼蛋白質(zhì)的RNA鏈)和編碼蛋白質(zhì)的外顯子。內(nèi)含子在一個叫做剪接的過程中被移除,這個過程是由一種叫做剪接體的蛋白質(zhì)復(fù)合物完成的。影響剪接體的變異很少與神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)。然而,通過一系列復(fù)雜的測試,研究人員在本研究中表明,剪接體的功能障礙是導(dǎo)致一些神經(jīng)發(fā)育障礙的原因。

“使用多種技術(shù),包括表型分型、基因組測序和果蠅和干細胞建模,我們能夠繪制出與神經(jīng)發(fā)育障礙,特別是發(fā)育遲緩、智力殘疾和自閉癥相關(guān)的三個基因的遺傳結(jié)構(gòu),"CHOP應(yīng)用基因組學(xué)中心和人類遺傳學(xué)部的研究教員、該研究的主要作者Dong Li博士說。“將果蠅和人類遺傳學(xué)結(jié)合起來,幫助我們了解了這些基因的變異如何影響剪接體的機制,并導(dǎo)致這些疾病。"
在這項研究中,研究人員利用了來自無關(guān)神經(jīng)發(fā)育障礙患者的基因組和臨床數(shù)據(jù)。在該隊列中,46例患者存在U2AF2基因錯義變異,6例患者存在PRPF19基因變異。在人類干細胞和果蠅模型中,研究人員注意到神經(jīng)突的形成問題,或者神經(jīng)元上的突起,這些突起賦予了它們形狀,以及果蠅模型中剪接和社交缺陷的問題。更深入的分析顯示,第三個基因RBFOX1有錯義變異,影響剪接和正常神經(jīng)元功能的喪失。這些發(fā)現(xiàn)后來與研究中的患者進行了比較,證實了這三種基因的變異會導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙。
“我們用果蠅研究了一次一個失去這三個基因功能的影響,發(fā)現(xiàn)兩個基因獨立導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)和功能異常,突出了這些基因在發(fā)育中的重要性,"該研究的合著者、CHOP病理與實驗室醫(yī)學(xué)系副教授宋元泉博士說?!俺耸?空格)次識別這些基因中存在此類變異的患者外,我們擴展的轉(zhuǎn)化模型研究工作旨在確定這些變異的潛在功能,進一步闡明它們的臨床相關(guān)性。"
CHOP應(yīng)用基因組學(xué)中心主任、資深研究作者Hakon Hakonarson博士說:“這項研究不僅確定了與神經(jīng)發(fā)育障礙相關(guān)的三種致病基因,而且還幫助我們了解了mrna前剪接對中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)鍵作用。"
參考資料
[1]  Spliceosome malfunction causes neurodevelopmental disorders with overlapping features. Journal of Clinical Investigation, 2023


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