Используя новый подход, ориентированный на редкие семьи, серьезно страдающие аутизмом, группа исследователей под руководством Джона Хопкинса определила новую генетическую причину заболевания. Исследователи говорят, что этот редкий генетический вариант дает важную информацию о коренных причинах аутизма. И, как они предполагают, их нетрадиционный метод можно использовать для выявления других генетических причин аутизма и других сложных генетических состояний.
Отчет об исследовании опубликован в номере журнала Nature от 2 апреля.
В последние годы снижение затрат на генетическое тестирование вместе с новыми мощными средствами хранения и анализа огромных объемов данных открыло эру общегеномных исследований ассоциаций и секвенирования. Эти исследования обычно сравнивают данные генетического секвенирования, полученные от тысяч людей с данным заболеванием и без него, для определения местоположения генетических вариантов, которые способствуют возникновению заболевания. Хотя общегеномные ассоциативные исследования связали многие гены с конкретными заболеваниями, их результаты до сих пор не привели к прогностическим генетическим тестам для общих состояний, таких как болезнь Альцгеймера, аутизм или шизофрения.
"В генетике мы все считаем, что нужно бесконечно заниматься секвенированием, прежде чем что-нибудь найти," говорит Аравинда Чакраварти, доктор философии.D. , профессор Института генетической медицины МакКьюсика-Натанса Медицинской школы Университета Джона Хопкинса. "Я думаю, что то, что вы делаете, не менее важно – если не более того – чем количество людей, которые находятся в последовательности."
С этой идеей Чакраварти и его сотрудники определили семьи, в которых более одной женщины страдают расстройством аутистического спектра, заболеванием, впервые описанным в Университете Джона Хопкинса в 1943 году. По непонятным причинам девочки гораздо реже, чем мальчики, болеют аутизмом, но когда девочки действительно страдают этим заболеванием, их симптомы, как правило, бывают серьезными. Чакраварти рассудил, что женщины с аутизмом, особенно те, у кого есть близкая родственница, которая также страдает, должны нести очень сильные генетические варианты заболевания, и он хотел выяснить, что это были за.
Исследовательская группа сравнила последовательности генов аутичных членов 13 таких семей с последовательностями генов людей из общедоступной базы данных. Они обнаружили четыре потенциальных гена-виновника и сосредоточились на одном, CTNND2, потому что он попал в область генома, которая, как известно, связана с другим умственным недостатком. Когда они изучали влияние гена на мозг рыбок данио, мышей и трупов человека, исследовательская группа обнаружила, что производимый им белок влияет на то, сколько других генов регулируется. По словам Чакраварти, белок CTNND2 был обнаружен в гораздо более высоких уровнях в мозге плода, чем в мозге взрослого человека или других тканях, поэтому он, вероятно, играет ключевую роль в развитии мозга.
В частности, мутации в CNNTD2 нарушили связи, называемые синапсами, которые образуются между клетками мозга. "Это согласуется с недавними открытиями, что многие мутации генов, связанные с аутизмом, участвуют в развитии синапсов," говорит Ричард Хуганир, Ph.D. , директор Solomon H. Снайдера, который участвовал в исследовании. "Результаты этого исследования дополняют доказательства того, что аномальная синаптическая функция может лежать в основе когнитивных дефектов при аутизме."
По словам Чакраварти, хотя варианты CTNND2, вызывающие аутизм, очень редки, это открытие дает представление об общей биологии аутизма. "Чтобы разработать новые методы лечения, нам нужно хорошо понимать, как возникает болезнь," он говорит. "Генетика – решающий способ сделать это."
Исследовательская группа Чакраварти сейчас работает над поиском функций трех других генов, которые, возможно, связаны с аутизмом. Они планируют использовать тот же принцип для поиска генов болезней в будущих исследованиях 100 подобных семей, страдающих аутизмом, а также других заболеваний. "Мы показали, что даже в отношении генетически сложных заболеваний семьи с экстремальной картиной очень информативны при выявлении генов-виновников и их функций – или, как учат генетиков, «дорожат вашими исключениями».’" Чакраварти говорит.