211service.com
DNA-sletning knyttet til kognitive problemer
En lille sletning i en specifik del af DNA kan udløse en lang række kognitive problemer, herunder autisme, mental retardering og udviklingsforsinkelse, ifølge forskning offentliggjort i dag i New England Journal of Medicine . Resultaterne, der er muliggjort af videnskabsmænds stigende evne til at opdage små arkitektoniske ændringer i DNA, kan også signalere et skift i, hvordan nye lidelser identificeres og diagnosticeres. Den samme teknologi, der bruges til at opdage denne sletning, bevæger sig nu hurtigt ind i klinisk brug, og hjælper læger med at diagnosticere årsagen til uforklarlige udviklingsproblemer.
Familie træ: Stamtavle over børn med 1q21.1-sletningen viser, hvor varierende effekterne kan være. Nogle har kun mental retardering (øverst til venstre), mens andre lider af mental retardering, hjerteproblemer, grå stær og mikrocefali, et hoved, der er mindre end gennemsnittet (anden fra nederst til højre). I de fleste tilfælde opstod sletningen spontant, men nogle børn arvede den fra upåvirkede (nederst til venstre og højre) eller påvirkede (anden fra øverste, højre) forældre.
Dette er virkelig et paradigmeskifte inden for medicinsk genetik. Genomscanningen er mere informativ diagnostisk end patienternes symptomer, siger Jonathan Sebat , en genetiker ved Cold Spring Harbor Laboratory, i Cold Spring Harbor, NY, som deltog i undersøgelsen.
Fremskridt inden for gen-mikroarray-teknologier har gjort det muligt for forskere at screene genomet meget bredere end nogensinde før, hvilket har resulteret i en strøm af information, der forbinder specifikke gener med sygdom. Mange af disse undersøgelser har fokuseret på enkeltbogstavsændringer i DNA-koden. Men en række undersøgelser, der bruger lignende mikroarray-teknologi, har vist, at omarrangeringer af større stykker DNA - svarende til at blande hele ord, sætninger eller sider - er overraskende almindelige og sandsynligvis spiller en væsentlig rolle for menneskers sundhed og sygdom.
Fordi disse strukturelle ændringer forekommer så ofte – videnskabsmænd har fundet ud af, at alle har dem, ofte uden effekt – har det været svært at skelne dem, der er skadelige for vores sundhed, fra dem, der er godartede. I den nye undersøgelse, Heather Mefford , en pædiatrisk genetiker og videnskabsmand ved University of Washington (UW), i Seattle, i samarbejde med Evan Eichler , en genetiker ved UW, kompilerede data fra kliniske genetiklaboratorier rundt om i verden om variationer i en specifik region af kromosomet. De fandt ud af, at 25 patienter på en skærm med mere end 5.000 mennesker med mental retardering, autisme eller medfødte abnormiteter manglede et tilsvarende 1,35 megabase stykke DNA. Ingen inden for en tilsvarende størrelsesgruppe af raske mennesker havde en variation i den region, hvilket betyder, at sletningen er den sandsynlige årsag - i det mindste delvist - til patienternes problemer.
Det er klart, at denne region af genomet er vigtig for udviklingen, siger Mefford. Men rækken af fænotyper er meget bred. Vi fandt ud af, at flertallet havde kognitive problemer, der varierede fra indlæringsvanskeligheder til svær mental retardering. Derudover, siger hun, bærer nogle forældre, der angiveligt var normale, også omlægningen.
Sletningen omfatter mindst syv gener, et kendt for at spille en rolle i udviklingen af hjertet og et andet i udviklingen af øjets linse. (Nogle patienter med deletionen havde hjerte- og øjenproblemer.) Funktionen af de andre gener er ukendt, siger Mefford, og det er uklart, hvilke der bidrager til unormal kognitiv udvikling.
De nye resultater tilføjer en voksende mængde beviser for, at små strukturelle ændringer i DNA spiller en væsentlig rolle i sygdom. To undersøgelser offentliggjort i Natur i juni kædet en sletning i samme region sammen med øget risiko for skizofreni. Og en tredje undersøgelse identificerede strukturel variation i en anden del af genomet, der ser ud til at være ansvarlig for omkring 1 procent af autismetilfældene - den største genetiske synder fundet til dato.
Den samme teknologi, der bruges i disse forskningsstudier, kan bruges til at screene børn med uforklarlige udviklingsforstyrrelser, og den bevæger sig hurtigt ind i klinisk brug. Jeg forventer, at det inden for det næste år eller deromkring vil blive den primære genetiske test i pædiatriske omgivelser for børn med enhver uventet udviklingsabnormitet, siger David Ledbetter , en klinisk genetiker ved Emory University, i Atlanta. Mikroarray-tests har 10 gange så stor følsomhed som den konventionelle test, som er baseret på mikroskopi og kun kan identificere meget større strukturelle ændringer, siger han.
Selvom det endnu ikke er klart, om denne information vil hjælpe læger med at træffe behandlingsbeslutninger, siger Ledbetter og andre, at det spiller en vigtig diagnostisk rolle. Det er vigtigt for forældre at forstå, hvad der forårsager fænotypen i deres barn, siger Charles lee , en cytogenetiker ved Brigham and Women's Hospital, i Boston. Fordi variationerne enten kan arves fra en forælder eller opstå de novo - hvilket betyder, at fejlen opstod i kønscellerne eller tidligt i udviklingen - testes forældre normalt også. Hvis forælderen har det, viser genundersøgelse nogle gange, at de er mildt påvirket, siger Lee. Resultaterne kan også bruges til prænatal rådgivning. Forældre, hvis børn har en de novo-variation, har ikke større risiko for at få et andet ramt barn, end resten af befolkningen er.
Forskere siger, at det næste trin i forskningen er at identificere nogle af de andre faktorer, der modificerer den ultimative effekt af sletningen – hvilket forklarer, hvorfor nogle mennesker, der bærer den, er upåvirkede og andre alvorligt mentalt retarderede. (Mens ingen af de raske personer i undersøgelsens kontrolgruppe havde sletningen, viste opfølgende test, at nogle forældre uden kendte kognitive problemer gjorde det.) Sebats gruppe søger for eksempel efter epigenetiske ændringer – ikke-genetiske faktorer, der påvirker genekspression – som kan påvirke en række sletninger.