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通过分析基因组中不编码蛋白质的部分,研究人员发现了7种与发育障碍有关的变异。
新的研究表明,DNA的非编码区域可能是诊断儿童发育障碍的关键。
这项研究由威康桑格研究所、牛津大学威康人类遗传学中心、埃克塞特大学、马德里国家心血管研究中心(CNIC)和伦敦帝国理工学院的研究人员共同完成,他们在DNA的非编码区域发现了导致儿童发育障碍的突变,为10个家庭提供了命名诊断。
这篇论文发表在美国人类遗传学杂志他们发现了7个以前未知的导致发育障碍的变异,其中6个影响了基因MEF2C。通过识别其他的两种变体病人组在美国,研究人员能够对多个家庭做出诊断,结束了许多患者及其家人面临的“诊断之旅”。
在全球范围内,每年大约有40万名婴儿出生时,他们的DNA发生了新的自发变化从头突变-干扰他们的发展。这些发育障碍可能导致智力残疾、癫痫或心脏缺陷等疾病。
产生蛋白质的基因的新生突变是发育障碍的一个公认的原因,但迄今为止,许多与这些障碍相关的基因仍然未知。每个人出生时平均有大约60个从头突变,尽管绝大多数不会导致健康问题。
这对病人和他们的家庭了解他们疾病的遗传原因。它不仅能提供答案,还能预测其他家庭成员的风险,并有可能成为个性化治疗的门户。鉴于此,大多数发育障碍患者将接受基因检测作为临床护理的一部分,然而,这导致只有不到一半的病例得到基因诊断。这基因检测通常可以识别基因组中直接编码蛋白质的部分中发生的任何变异。
正在进行的计划,例如解读发育障碍(DDD)研究人员通过寻找患有这些疾病的儿童的基因组模式,并将其与父母的基因组进行比较,发现了相关基因。
这项研究是更广泛的DDD研究的一部分,在这项研究中,研究小组观察了基因组中与蛋白质编码区相邻的区域,称为非翻译区(utr)。
这些区域并没有编码到最终的蛋白质中,而是调节过程;比如控制产生多少蛋白质,何时停止以及蛋白质在细胞中的位置。
通过计算和基于实验室的方法,研究人员确定了影响基因MEF2C的utr中的六种变体,它们要么改变基因表达水平,要么减少蛋白质的产生量,要么破坏MEF2C蛋白质的功能。
“通过观察旁边发现的部分基因组蛋白质编码区域,我们已经能够识别导致发育障碍的多种变异,这些变异可能被当前的临床筛查所遗漏。事实上,我们发现,在破译发育障碍研究中,有近四分之一的诊断是由于非编码引起的地区变体。虽然这并不意味着四分之一的发育性疾病诊断是由于非编码区域的变异,但这表明,对基因未诊断的患者的这些区域进行分析可能非常有益,”牛津大学惠康人类遗传学中心的高级作者和研究小组负责人Nicky Whiffin博士说。
通过进一步确定与发育障碍的遗传联系,有可能为更多的人提供诊断和了解他们的病情,这有助于计划生育,并有可能开辟新的治疗计划和支持。这项研究强调了研究utr并可能将其纳入常规临床筛查的重要性。这也可以鼓励更多的研究人员重新审视他们现有的数据,可能会在以前未分析的utr中发现更重要的遗传变异。
“很高兴看到这项基因研究直接转化为能够为患者和家属提供他们一直在等待的诊断。接受诊断可以让患者及其家人获得支持网络,并更好地了解他们的病情,这可能对他们的生活产生巨大影响,同时也可以了解他们未来可能生育的孩子的风险,”Meena Balasubramanian博士说。
该研究的作者和谢菲尔德儿童NHS基金会信托的临床遗传学顾问。
“近年来,基因组分析的惊人进步结束了许多患有发育障碍的儿童痛苦的诊断之路障碍他们的家人一直在忍受。然而,对于其他许多人来说,基因诊断仍然难以捉摸。这一至关重要的研究,通过其中的原因,一些孩子发育障碍通过分析基因组中未翻译的区域,已经确定了这种疾病,这给一些家庭带来了希望和安慰,他们的诊断之旅也可能结束,并可能在未来提供更多帮助。接受基因诊断为家庭提供了信息、支持和发现患有类似疾病的其他人的可能性,从而缓解了他们的孤立和绝望,”Unique -罕见染色体和基因疾病支持小组的首席执行官Beverly Searle博士说。
“更多地了解疾病的遗传原因是非常重要的,尤其是当它对孩子的生活和他们家庭的生活有如此大的影响时。这项研究表明,即使DNA的许多区域不直接编码蛋白质,这些区域仍然包含重要的线索和信息,可以帮助许多患者和他们的家人得到他们正在寻找的答案,”马修·赫尔斯教授补充说,他是该研究的合著者,也是韦尔科姆桑格研究所破译发育障碍项目的负责人。
更多信息:Caroline F. Wright等人,MEF2C上游的非编码区变异通过三种不同的功能丧失机制导致严重的发育障碍,美国人类遗传学杂志(2021)。DOI: 10.1016 / j.ajhg.2021.04.025
期刊信息:美国人类遗传学杂志
所提供的威康基金会桑格研究所
