果蝇研究揭示的重要功能基因突变与自闭症有关

在美国大约44个孩子被诊断为自闭症谱系障碍(ASD) 8岁,根据2018年疾病控制和预防中心监控。孩子的DNA如何导致自闭症的发展更加的神秘。最近,临床医生和科学家们看起来更密切关注新的或新创,DNA的改变,这意味着他们只存在于个人而不是父母的影响。研究人员发现这些变化可能是负责ASD的30%左右。然而,更始变异导致自闭症谱系障碍仍然是未知的。

德克萨斯州贝勒医学院的研究人员和儿童医院采取一种新的方法观察新创ASD的遗传变异。在这个多机构研究发表在杂志上细胞的报道,他们在果蝇实验室应用复杂的遗传策略确定的功能后果新创变体中标识西蒙斯单纯形(SSC)集合,其中包括大约2600个家庭的影响自闭症谱系障碍。令人惊讶的是,他们的工作也允许他们发现一种新形式的罕见的疾病由于基因称为GLRA2。

“自闭症包括复杂的神经发育障碍的条件社会互动、沟通和限制利益或重复性行为。在当前的研究中,我们开始我们的工作基于信息从一群自闭症患者的SSC基因组和他们的家人被测序,“山本共同通讯作者Shinya博士说,分子和人类遗传学和神经科学助理教授贝勒和研究员Jan和丹邓肯得克萨斯儿童神经研究所。“我们的第一个目标是识别与自闭症相关的基因变异,产生不利影响。”

团队工作与果蝇实验室模型来确定生物ASD-associated变异的结果。在74年他们选择79 ASD变体基因SSC和研究中所确定的影响每个ASD-linked基因变体相比常见基因序列(参考)作为控制,从三个不同的观点。

Co-first作者,保罗Marcogliese博士,博士后雨果犬吠博士的实验室,协调基因敲出相应的动态,并检查他们的生物功能和神经系统内的表达模式。然后他们取代了飞的基因人类基因变体中确定病人,或参考序列,并确定它如何影响生物功能的苍蝇。

与果蝇携带参考人类基因或变异形式,co-first作者乔纳森•安德鲁斯博士博士后博士迈克尔·贝勒,骗取者的实验室是研究这些基因变异是如何影响点的人飞的行为。自闭症病人表现出重复的行为模式以及社会互动的变化,他的影响评估病人变体数组的社会和非飞行行为,如求偶和梳理。“有趣的是,许多这些基因的操纵也可以导致果蝇的行为变化,”安德鲁说。“我们发现自闭症的人类基因变异改变行为表达苍蝇时,提供功能性证据表明这些功能性的后果。”

第三种方法涉及overexpressing感兴趣的基因在果蝇不同的组织类型。Co-first作者萨曼莎和迈克尔·尼斯,两个研究生在贝勒在发育生物学和遗传学和基因组学的研究生课程,分别在山本博士的实验室工作,这些研究。“虽然一些基因变异可能导致条件,因为他们产生有缺陷的蛋白质,其他人可能导致疾病,因为他们造成过多或异常的一个特定的蛋白质的功能,它可以破坏生物过程。我们调查是否overexpressing孤独症患者中发现基因变异可能解释不利影响这些基因,”交易说。

,产生的团队超过300株飞在他们进行功能研究人类的基因变异与自闭症有关。屏幕上阐明30 ASD-linked变异和功能差异与参考基因相比,这是大约40%的基因,他们能够执行一个比较功能试验。

“我们研究的一些变异功能适度的后果或显然将是破坏性的,但其他变体是一个惊喜。即使是最先进的计算程序无法预测他们会有不利影响,“山本说。“这强调了使用多个值,互补的方法来评估与自闭症相关的功能基因变异的后果或其他条件的一种有生命的动物。我们的果蝇的方法是一个有价值的工具探讨生物基因变异与疾病的相关性。”

此外,财富由研究人员发现基因变异没有以前生成的数据与其他神经发育疾病和发现新的方面的复杂性遗传疾病。

“GLRA2是一个基因,我们特别关注跟进,”罗Marom博士,分子和人类遗传学助理教授贝勒这项工作的主要临床医生说。“我们发现有13个病人,五个男性和八个女性,携带罕见变异的x染色体基因没有被建立为神经系统疾病的基因。此外,男性和女性进行变异与不同类型的功能结果和神经系统的光谱特征,其中13个病人是不同的两组之间。例如,许多男孩进行变异函数和ASD,虽然女孩没有。他们主要出现发育迟缓的主要特征条件,和获得的功能变体”。

“从照片上可以看出,ASD涉及许多基因的可能不是一个障碍。它实际上可能是数以百计的遗传病,像那些由于某些GLRA2变体”,骗取者说,分子和助理教授人类遗传学贝勒和共同通讯作者的工作。“我们认为,这些信息是很重要的医生看到ASD患者。”