犯罪的合作伙伴:遗传合作者可能影响稀有疾病的严重程度,Ngly1
2012年,四岁的Bertrand可能成为第一个患有罕见的遗传症,称为N-聚糖酶(Ngly1)缺乏的患者。发现这种情况和Bertrand的诊断使医生能够寻找具有相同遗传缺陷的其他儿童。从那时起,已经发现了超过60名患者。该疾病影响身体的每个系统,其特征在于低肌肉,癫痫发作,发育延迟,无法产生泪水。
悲伤地,贝尔特兰10月在12岁逝世。虽然他的生命缩短了,但他的遗产将使世界各地的孩子受益。通过他们的网站Ngly1.org,Bertrand的父母收集并分享丰富的研究和家庭故事,以帮助教育和通知社区。随着更多患者已经鉴定出来,显而易见的是,即使在所有这些中丧失相同的基因,它们的症状和疾病的严重程度也很大。
犹他大学人类遗传学系助理教授吉族克莱特群,博士学位,果蝇果蝇的Ngly1缺乏研究。了解如何疾病症状可以变得如此差异,他和他的同事正在为其他人打猎基因与ngly1相互作用。在发表的论文中el,他的实验室发现他的实验室发现这些相互作用的基因中的一种温度调节疾病严重程度。称为NCC69的基因具有称为NKCC1的人对应物。他们的实验表明,Ngly1化学改变NKCC1。研究这种相互作用可以帮助阐明ngly1缺乏如何影响身体。
常见的疾病,如心脏病或癌症,从许多遗传和环境原因的组合出现,而稀有疾病更可能是由单一基因引起的。但是,每种患者独特的遗传背景都发生了每种单一基因疾病,这是一种父母遗传的不同遗传变异的拼凑而成。患有Ngly1缺乏的儿童在生活中早期开始严重症状,表明环境差异,例如饮食,不是关键因素。更有可能,其他基因的差异正在影响疾病的临床过程。
为了搜索与NGLY1一起工作的基因,研究人员需要使用苍蝇与各种遗传背景。然而,实验室苍蝇是近期遗传相同的。为了近似人体中发现的自然遗传多样性,味道转向称为果蝇基因参考板的资源。它是200种不同的果蝇线的集合,所有这些都是来自同一个原始人群 - 但每个人都与其他人不同。
“就像你抽出200名北欧的200名欧洲人一样,”周刊说。“他们分享了很多遗传变异,但也很多差异。”
在每种苍蝇的菌株中,食物和他的研究团队在Ngly1基因的非工作副本中交换,然后寻找生存的差异。令人惊讶的是,苍蝇的遗传背景严重影响了年轻苍蝇在没有NGLY1的情况下才能生存的时间。
“这些苍蝇都带有同样的疾病突变,应该引起同样的疾病,”咸味说。“在这里我们看到,在一些遗传背景下,他们不能患有Ngly1缺乏的含量。在一些遗传背景下,所有的苍蝇都幸存到于成年。”
研究人员分析了在幸存下来的苍蝇中变化的基因和死亡的基因,提出了可能发挥作用的候选基因列表。他们开始研究其中一个候选人,NKCC1,很快从苍蝇切换到小鼠。
“当我们用苍蝇做的墙壁击中墙壁时,我们决定转向鼠标模型为了完全表征nkcc1和ngly1正在互相交互,“Chow说。
在来自小鼠的细胞中,研究人员发现NKCC1蛋白通过糖基化呈现正确的形状,将糖分子粘在蛋白质上的化学过程。Ngly1作用于从特定靶标中除去这些糖分子。
在没有Ngly1的情况下,发现味道,NKCC1用额外的糖过载,减少细胞中的活性50%。没有ngly1,NKCC1不能正常工作,这是将流体和离子移出电池。
虽然适用于人类疾病仍然很长的路,NKCC1的作用就在Ngly1患者中看到的症状而言。Ngly1缺陷的标志特征之一是无法制造泪水,汗水和唾液。事实证明,缺乏NKCC1的患者也有这种症状。NKCC1活跃于唾液腺,汗腺和撕开管中,这支持分子在引起症状方面发挥作用的想法。
“这都是通过果蝇的遗传筛查发现的,”周刊说。“这真的与使用更简单的模型生物的力量说话,特别是对于罕见的疾病,你想要更快地获得结果。”
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