由不列顛哥倫比亞省兒童醫(yī)院、不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)和新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表的一項國際研究小組的新研究首次發(fā)現(xiàn)，一種罕見的基因突變是遺傳代謝的原因。紊亂。
遺傳代謝障礙——身體無法分解食物中的特定營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的健康問題——通常是由基因缺陷引起的。在這項重要的研究中，研究人員在三名兒童未確診的退行性疾病背后發(fā)現(xiàn)了一種不尋常的基因突變：重復(fù)擴(kuò)增DNA。在這種特殊的突變中，基因似乎沒有受損，但它不起作用，因為相鄰的脫氧核糖核酸延伸了正常長度的數(shù)百倍。
“為了檢測這種DNA增殖，你只能使用全基因組測序，而且你必須搜索數(shù)十億個DNA；這真是大海撈針，”第一作者克拉拉范卡內(nèi)貝克博士說。“通過我們的新方法，我們終于解決了我們的神秘案件，現(xiàn)在我們有望找到其他原因，比如遺傳代謝性疾病無法解釋的遺傳原因。”
到目前為止，重復(fù)擴(kuò)增DNA已經(jīng)與大約30種不同的疾病有關(guān)。
該研究的合著者懷斯乏色曼博士說：“對于患有罕見疾病的兒童及其家人來說，找到他們疾病的根本原因非常重要。“診斷使我們有可能進(jìn)行干預(yù)，減輕父母不應(yīng)有的負(fù)罪感，并提供對更常見疾病的見解。"
對于不明醫(yī)學(xué)狀況的兒童，診斷為進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)，這可能導(dǎo)致新的干預(yù)措施，如旨在“打開”受損基因的基因治療、飲食調(diào)整或提供身體缺失營養(yǎng)的補(bǔ)充。有效的治療可以減緩或停止有害癥狀，提高罕見病患兒及其家庭的生活質(zhì)量。
在這項研究中，van Karnebeek和她的研究團(tuán)隊的初步工作將這種罕見疾病的遺傳原因的研究范圍縮小到基因組的關(guān)鍵區(qū)域。然而，在使用外顯子測序和全基因組測序進(jìn)行進(jìn)一步研究后，國際研究小組無法確定脫氧核糖核酸中的錯誤。
不列顛哥倫比亞兒童研究所的研究人員采用了一種新方法。通過對新興生物信息學(xué)工具和技術(shù)的深入人工分析和研究，合著者brittdr gemler博士和Phillip Richmond博士發(fā)現(xiàn)并證實了這種疾病的基因是完整的，但反復(fù)的擴(kuò)增錯誤阻止了它的功能。
“在我們的研究中，我們把重點放在了通過外顯子測序很難找到的突變上，”德格米勒說?！敖?jīng)過幾個月的各種分析實驗，我們終于通過使用一種新的靶向方法揭示了這種新的遺傳變異，該方法旨在識別DNA重復(fù)擴(kuò)增?！?
里士滿說：“這些研究成果是通過多學(xué)科方法和技術(shù)、技術(shù)和軟件的進(jìn)步實現(xiàn)的?！皟赡昵斑@是不可能的，最重要的是，它向我們展示了在其他未確診病例中應(yīng)該尋找什么?！?
被確定為這種特殊疾病原因的基因是一種酶，它使身體能夠?qū)⒎Q為谷氨酰胺的氨基酸轉(zhuǎn)化為谷氨酸。需要做更多的工作來確定這種遺傳錯誤是如何導(dǎo)致疾病的，但是谷氨酸的積累或谷氨酸的缺乏可能會導(dǎo)致兒童嚴(yán)重發(fā)育遲緩和殘疾，包括語言、言語、平衡和協(xié)調(diào)方面的困難。
通過與世界各地測序聯(lián)合體的合作，研究人員可以確認(rèn)這種特殊的重復(fù)擴(kuò)增只在8000人身上發(fā)現(xiàn)，并且確認(rèn)的突變非常罕見。
100多萬加拿大人患有罕見疾病，其中50%以上的病例仍然是未知的潛在遺傳原因?！皩τ诨加泻币娂膊〉暮⒆?，我們可以做得更好。對于50%找不到答案的人來說，這一發(fā)現(xiàn)和新方法將幫助我們挖掘并潛在地找出他們疾病的原因，”Richmond說。
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