211service.com
Usunięcie DNA związane z problemami poznawczymi
Według badań opublikowanych dzisiaj w piśmiennictwie, niewielka delecja w określonym kawałku DNA może wywołać wiele różnych problemów poznawczych, w tym autyzmu, upośledzenia umysłowego i opóźnienia rozwojowego. New England Journal of Medicine . Odkrycia, możliwe dzięki rosnącej zdolności naukowców do wykrywania drobnych zmian architektonicznych w DNA, mogą również sygnalizować zmianę w sposobie identyfikowania i diagnozowania nowych zaburzeń. Ta sama technologia wykorzystywana do wykrywania tej delecji jest obecnie szybko wprowadzana do użytku klinicznego, pomagając lekarzom zdiagnozować przyczynę niewyjaśnionych problemów rozwojowych.
Drzewo rodzinne: Wykresy rodowodowe dzieci z delecją 1q21.1 pokazują, jak zmienne mogą być efekty. Niektórzy mają tylko upośledzenie umysłowe (u góry po lewej), podczas gdy inni cierpią na upośledzenie umysłowe, problemy z sercem, zaćmę i małogłowie, mniejszą niż przeciętna głowa (druga od dołu, po prawej). W większości przypadków delecja pojawiła się samoistnie, ale niektóre dzieci odziedziczyły ją po zdrowych (dolny lewy i prawy) lub dotkniętych (drugi od góry, prawy) rodzicach.
To naprawdę zmiana paradygmatu w genetyce medycznej. Skan genomu jest bardziej pouczający diagnostycznie niż objawy pacjentów, mówi Jonathan Sebat , genetyk z Cold Spring Harbor Laboratory w Cold Spring Harbor w stanie Nowy Jork, który brał udział w badaniu.
Postępy w technologiach mikromacierzy genowych umożliwiły naukowcom badanie genomu znacznie szerzej niż kiedykolwiek wcześniej, co doprowadziło do zalewu informacji łączących określone geny z chorobą. Wiele z tych badań skupiało się na zmianach pojedynczych liter w kodzie DNA. Jednak wiele badań wykorzystujących podobną technologię mikromacierzy wykazało, że rearanżacje większych fragmentów DNA – odpowiednik przetasowania całych słów, zdań lub stron – są zaskakująco powszechne i prawdopodobnie odgrywają znaczącą rolę w zdrowiu i chorobie człowieka.
Ponieważ te zmiany strukturalne zachodzą tak często – naukowcy odkryli, że wszyscy je mają, często bez efektu – trudno było odróżnić te, które są szkodliwe dla naszego zdrowia, od tych, które są łagodne. W nowym badaniu Heather Mefford , genetyk dziecięcy i naukowiec z University of Washington (UW) w Seattle, we współpracy z Evana Eichlera , genetyk z UW, zebrał dane z laboratoriów genetyki klinicznej na całym świecie dotyczące zmian w określonym regionie chromosomu. Odkryli, że 25 pacjentów na ekranie obejmującym ponad 5000 osób z upośledzeniem umysłowym, autyzmem lub wadami wrodzonymi brakowało podobnego fragmentu DNA o wielkości 1,35 megabazy. Nikt w podobnej wielkości grupie zdrowych osób nie miał zmienności w tym regionie, co oznacza, że delecja jest prawdopodobną przyczyną – przynajmniej częściowo – problemów pacjentów.
Najwyraźniej ten region genomu jest ważny dla rozwoju, mówi Mefford. Ale zakres fenotypów jest bardzo szeroki. Odkryliśmy, że większość z nich miała problemy poznawcze, które wahały się od trudności w uczeniu się do poważnego upośledzenia umysłowego. Ponadto, jak mówi, niektórzy rodzice, którzy podobno byli normalni, również noszą tę zmianę.
Delecja obejmuje co najmniej siedem genów, z których jeden odgrywa rolę w rozwoju serca, a drugi w rozwoju soczewki oka. (Niektórzy pacjenci z delecją mieli problemy z sercem i oczami.) Funkcja innych genów jest nieznana, mówi Mefford, i nie jest jasne, które przyczyniają się do nieprawidłowego rozwoju poznawczego.
Nowe odkrycia dodają coraz więcej dowodów na to, że niewielkie zmiany strukturalne w DNA odgrywają znaczącą rolę w chorobie. Dwa badania opublikowane w Natura w czerwcu powiązał delecję w tym samym regionie ze zwiększonym ryzykiem schizofrenii. W trzecim badaniu zidentyfikowano zmienność strukturalną w innej części genomu, która wydaje się odpowiadać za około 1 procent przypadków autyzmu – największego dotychczasowego winowajcy genetycznego.
Ta sama technologia, którą wykorzystano w tych badaniach, można wykorzystać do badań przesiewowych dzieci z niewyjaśnionymi zaburzeniami rozwojowymi i szybko przechodzi do użytku klinicznego. Spodziewam się, że w ciągu najbliższego roku stanie się podstawowym testem genetycznym w środowisku pediatrycznym dla dzieci z nieoczekiwanymi nieprawidłowościami rozwojowymi, mówi David Ledbetter , genetyk kliniczny na Emory University w Atlancie. Testy mikromacierzy mają 10 razy większą czułość niż konwencjonalne testy, które opierają się na mikroskopii i mogą identyfikować tylko znacznie większe zmiany strukturalne, mówi.
Chociaż nie jest jeszcze jasne, czy te informacje pomogą lekarzom w podejmowaniu decyzji dotyczących leczenia, Ledbetter i inni twierdzą, że odgrywają one ważną rolę diagnostyczną. Ważne jest, aby rodzice zrozumieli, co powoduje fenotyp u ich dziecka, mówi Karol Lee , cytogenetyk w Brigham and Women’s Hospital w Bostonie. Ponieważ zmiany mogą być albo odziedziczone po rodzicu, albo powstać de novo – co oznacza, że błąd wystąpił w gametach lub na wczesnym etapie rozwoju – rodzice również są zwykle testowani. Jeśli rodzic ma to, czasami ponowne badanie pokazuje, że jest lekko dotknięty, mówi Lee. Wyniki można również wykorzystać w poradnictwie prenatalnym. Rodzice, których dzieci mają zmienność de novo, nie są narażeni na większe ryzyko posiadania innego chorego dziecka niż reszta populacji.
Naukowcy twierdzą, że kolejnym krokiem w badaniach jest identyfikacja niektórych innych czynników, które modyfikują ostateczny efekt delecji – wyjaśniając, dlaczego niektóre osoby, które ją noszą, są zdrowe, a inne poważnie opóźnione umysłowo. (Podczas gdy żadna ze zdrowych osób w grupie kontrolnej badania nie miała delecji, badania kontrolne wykazały, że niektórzy rodzice bez znanych problemów poznawczych mieli takie objawy.) Grupa Sebata, na przykład, poszukuje zmian epigenetycznych – czynników niegenetycznych, które wpływają na ekspresję genów – które mogą mieć wpływ na różne usunięcia.