确定发育障碍综合征中关键基因的作用

确定发育障碍综合征中关键基因的作用
小鼠大脑皮层横截面,祖细胞标记为绿色,神经元标记为洋红色。图片来源:杜克大学黛布拉·西尔弗实验室

此前发现的一种基因是一种与癫痫、自闭症和发育障碍有关的罕见综合征的驱动力,现在被确认为健康神经元形成的关键基因。

杜克大学的研究人员说,这个名为DDX3X的基因形成了一种叫做解旋酶的细胞机器,它的工作是分裂RNA的发夹和死角囊,这样它的代码就可以被细胞的蛋白质制造机器读取。这种基因携带在X染色体上,所以女性有两个基因副本,而男性只有一个。

杜克大学医学院分子遗传学和微生物学副教授、该研究团队的负责人黛布拉·西尔弗博士说:“如果你移除一只雌性老鼠体内的两个基因副本,就会导致严重的小头畸形,大脑的尺寸会严重缩小。”西尔弗说:“但去除单个拷贝可能更接近于模拟人类患者的情况。”

换句话说,由缺陷的DDX3X引起的缺陷是剂量依赖性的——根据解旋酶的产生受突变影响的程度,该综合征可能会发生变化。研究结果发表在6月28日的开放获取期刊上eLife

当DDX3X被突变改变Silver说:“随着时间的推移,你不会得到那么多的神经元,因为这个基因是由祖细胞产生神经元所必需的。”“它也有助于祖细胞的正常分裂。”

Silver说,如果神经前体细胞通常需要15小时左右才能分裂,那么突变的DDX3X可能会使这个过程花费更长的时间。“这意味着,随着时间的推移,如果这些神经前体需要太长时间才能分裂,你就会落后不能正常发育。”

在该团队于2020年3月发表的一项之前的研究中,使用从来自世界各地的107名发育障碍儿童中,研究人员发现,DDX3X突变的一半完全破坏了该基因,但另一半只是使其工作更差。

目前,DDX3X突变被认为是1 - 3%的病因但在女性中,突变几乎总是“从头开始”的,这意味着它们是在发育阶段自发发生的,而不是从父母那里遗传的。

在早期的研究中,儿童几乎都是女性,这使得研究人员认为,男性缺失DDX3X将是致命的,因为他们只携带一个基因副本。但在这项研究中,西尔弗的团队发现,男性Y染色体携带的伴侣基因DDX3Y可以完成该基因的一些功能。

为了完成这项工作,西尔弗的实验室,由玛利亚·霍伊领导,开发了一种新方法来分析所有新合成的蛋白质她说,在活体动物的大脑中,一项技术可能导致对大脑中蛋白质合成的重要理解。

Silver说,一些因DDX3X受损而转译减少的rna在大脑发育中也有作用。“因此,它正在帮助我们发现我所说的rna网络,其翻译依赖于这种基因。它开始为我们提供线索,让我们知道DDX3X在分子上是如何扰乱大脑发育的。”

DDX3X也与神经退行性变、一些癌症进展和先天免疫反应有关。西尔弗说理解和DDX3X的分子靶点可能有助于阐明许多疾病的基础。

西尔弗说:“我们知道全球有800多个家庭被诊断患有DDX3X综合征。”“这绝对是一个重要的基因,可能有数百个突变。关于DDX3X如何控制,有很多东西需要学习."

Silver说:“我们希望这项研究可以增进对DDX3X综合症和相关疾病基础的理解。”“从长远来看,这可能有助于治疗的发展。”


进一步探索

研究人员对大脑发育关键基因中的数十个突变进行了分类

更多信息:Mariah L Hoye等人,在DDX3X综合征模型中,异常皮质发育是由受损的细胞周期和翻译控制驱动的,eLife(2022)。DOI: 10.7554 / eLife.78203
期刊信息: eLife

所提供的杜克大学
引用:确定了发育障碍综合征关键基因的作用(2022年,6月28日),检索自2022年7月3日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-06-role-key-gene-developmental-disability.html
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