В исследовании сегментирования всего генома почти у 2000 семейств выявлены мутации в «промоторных областях» генома – областях, предшествующих началу гена – при аутизме. Исследование, опубликованное в выпуске научного журнала Science, является первым общегеномным анализом, в котором раскрыта роль мутаций в некодирующей части генома при любом состоянии человека.
Исследование генома аутизма
Большинство исследований, изучающих аутизм и другие состояния, были сосредоточены на кодирующей части генома, то есть на генах, кодирующих рецептор в каждом белке, который клетка может воспроизвести. Но более 98% человеческого генома состоит из материала, отличного от генов.
«У нас не было бы этой ДНК, если бы она ничего не делала», – говорит Стефан Сандерс (Stephan Sanders) из Университета Калифорнии в Сан-Франциско (University of California), один из ученых, который руководил новым исследованием.
Отображение роли этих некодирующих областей в таких условиях, как аутизм, значительно сложнее, чем отображение роли генов, как из-за объема данных, так и из-за того, что функции этих некодирующих областей плохо изучены. Но новое исследование показывает, что данные 2000 семей достаточны для исследования.
Материалы и методы обследования
Сандерс с соавторами исследования проанализировали 1902 «квартета» – семьи, в которых есть один ребенок с аутизмом, здоровые родители и здоровые братья и сестры – Simons Simplex, хранилище данных из семей с аутизмом.
Результаты научной работы
Результаты исследования показали, что в промоторных областях генома у детей с аутизмом больше мутаций de novo (спонтанных мутаций, которые не наследуются от родителей), в отличие от их братьев и сестер.
«Возможность показать, что мутации de novo в некодирующих областях способствуют аутизму, является феноменальным событием», – говорит Сандерс. «Это наш первый шанс действительно разобраться с редкими мутациями в других 98% областях генома».
Исследователи обнаружили, что некоторые из мутаций заключаются в промоторах генов, участвующих в дифференцировке нейронов или задержке развития, а также генах, которые взаимодействуют с CHD8, одним из наиболее распространенных генов риска аутизма.
Сигнал оказывается наиболее сильным в промоторных областях, которые сохраняются у многих различных видов животных, а не в областях генома, которые являются уникальными для человека.
«При аутизме задействованы механизмы, которые были с нами миллионы лет», – говорит Сандерс.
Это открытие вселяет надежду, что животные модели аутизма действительно могут помочь осветить это состояние, несмотря на различия между видами.
Промоторные области играют ключевую роль в определении того, какие типы клеток экспрессируют определенный ген и на каких стадиях развития. Таким образом, новое открытие может пролить свет на черты аутизма, которые нельзя понять, если взглянуть только на гены.
Это исследование стало возможным благодаря уникальным данным Simons Simplex, которая не только предоставляет образцы цельной крови, позволяющие проводить секвенирование, но и фокусируется на «симплексных» семьях, в которых есть один ребенок с аутизмом, здоровые родители и здоровые братья и сестры – именно семьи, в которых мутации de novo чаще всего встречаются. По словам Пэкер, структура коллекции, которая была запущена в 2006 году, имела огромное влияние не только для исследований аутизма, но и для совершенно других состояний, таких как врожденные пороки сердца. Исследователи таких заболеваний последовали примеру коллекции в поиске мутаций de novo в симплексных семьях.
Исследователи могут вскоре вывести новый подход к исследованию на совершенно другой уровень посредством сегментирования целого генома семей в когортном исследовании SPARK. SPARK включает в себя данные ДНК примерно 21 000 семей. Нью-йоркский центр генома начал секвенирование целого генома на 400 семьях SPARK, еще 400 семей находятся на стадии разработки, и многие запланированы на 2019 год.
«SPARK – крупнейшее исследование аутизма в Соединенных Штатах», – говорит автор исследования Венди Чунг (Wendy Chung) из Колумбийского университета (Columbia University). «С целью изучения более 50 000 человек с аутизмом мы будем уверены в генетических факторах, которые мы идентифицируем».
Авторы другого исследования утверждают, что активность мозговых волн выявляет потенциальный биомаркер аутизма у детей.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
