Семья с миссенс-вариантами в гене CASK, одном из генов, обнаруженных в этом исследовании. Лица с миссенс-вариантом обозначены *. Самок обозначается кружками, самцов – квадратами. Черная заливка обозначает людей с ограниченными возможностями обучения.
(PhysOrg.com) – Сотрудничество между более чем 70 исследователями со всего мира позволило выявить девять новых генов на Х-хромосоме, которые при отключении приводят к нарушению обучаемости. Международная группа исследователей изучила почти все гены Х-хромосомы в 208 семьях с нарушением обучаемости – это крупнейший из когда-либо описанных экранов подобного типа.
Примечательно, что команда также обнаружила, что примерно 1-2% генов Х-хромосомы, когда они выбиты, не оказывают видимого влияния на способность человека функционировать в обычном мире. Публикация в Nature Genetics – кульминация пятилетнего научного сотрудничества – подчеркивает силу подходов к секвенированию для выявления новых генов, имеющих клиническое значение, но также подчеркивает проблемы, с которыми сталкиваются исследователи при проведении такого рода исследований.
По оценкам, распространенность нарушения обучаемости составляет 2-3%. Нарушение обучаемости значительно чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и генетические причины давно ищутся на Х-хромосоме: у мужчин только одна Х-хромосома, и поэтому мутация гена в Х с большей вероятностью повлияет на мужчин, чем на женщин.
"Мы секвенировали 720 из примерно 800 известных генов на Х-хромосоме в более чем 200 семьях, страдающих от нарушений обучаемости, связанных с Х-хромосомой," объясняет профессор Майк Стрэттон из Института Сэнгера Wellcome Trust. "Это крупнейшее исследование последовательности сложных заболеваний, о которых когда-либо сообщалось."
Отчасти из-за их очевидного воздействия на мужчин, Х-сцепленные расстройства хорошо изучены генетиками за последние 25 лет. Совместное исследование, задуманное доктором Люси Рэймонд из Кембриджского университета и профессором Майком Стрэттоном, использовало секвенирование ДНК для обнаружения как можно большего количества новых аномальных генов. В будущем аналогичная стратегия будет использоваться для поиска вариантов последовательности, вызывающих заболевание, причастных к другим сложным генетическим заболеваниям.
Некоторые общие характеристики могут быть идентифицированы у пациентов с вариантами одного и того же гена. Однако во многих случаях неспособность к обучению была единственной особенностью. Недавно идентифицированные гены играют роль в широком спектре биологических процессов, предполагая, что нарушение работы многих клеточных машин может повредить нервную систему.
"Помимо этих важных открытий новых генов, связанных с неспособностью к обучению, мы также обнаружили небольшую часть – 1% или более – генов, кодирующих белок Х-хромосомы, которые, будучи выключенными, по-видимому, не влияют на характеристики человека," объясняет Майк Стрэттон. "Примечательно, что так много генов, кодирующих белок, может быть потеряно без какого-либо видимого воздействия на нормальное существование человека – это удивительный результат, и в этой области потребуются дальнейшие исследования."
Это открытие также послужит предупреждением для генетиков. Крупномасштабные исследования призваны выявить связи между нокаутированными генами и болезнью. Однако это исследование показывает, что небольшая часть нокаутов генов не оказывает заметного влияния на человека. Поэтому в будущих исследованиях исследователи должны быть осторожны, предполагая, что наличие нокаутированного гена у человека с определенным заболеванием означает, что нокаутированный ген вызывает заболевание.
Исследование подходит к концу долгого процесса каталогизации генов в этой области. Ученые полагают, что, вероятно, будет больше неоткрытых генов, которые способствуют нарушению обучаемости, сцепленному с Х-хромосомой; однако варианты, которые, как ожидается, будут менее частыми, будет все труднее и дороже обнаруживать. Следующая задача – внедрить это улучшенное знание комплекса генов, приводящих к нарушению обучаемости, в клиническую практику.
"Мы уже предлагаем генетическое консультирование семьям с нарушениями обучаемости, связанным с X-хромосомой," говорит доктор Люси Рэймонд, читатель по нейрогенетике, Кембриджский институт медицинских исследований при Кембриджском университете. "Это новое исследование раскрывает еще больше генов, которые можно использовать для улучшения диагностики семей с ограниченными возможностями обучения, и позволяет нам разработать более комплексное генетическое консультирование в будущем, позволяя родителям и расширенной семье принимать наиболее информированные решения по планированию семьи."
Хотя в большинстве случаев улучшенные методы лечения еще предстоит разработать, информация о генетическом заболевании может оказать поддержку пострадавшим семьям. Информация также может помочь сделать выбор в пользу репродуктивного здоровья.
Дополнительная информация: Tarpey PS et al. (2009) Систематический крупномасштабный повторный скрининг кодирующих экзонов Х-хромосомы при умственной отсталости. Природа Генетика. Опубликовано в Интернете перед печатью как doi: 10.1038 / нг.367
Источник: Wellcome Trust Sanger Institute (новости: в Интернете)