Команда, результат продолжающегося сотрудничества между профессорами У. Ричардом МакКомби из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) и Эйденом Корвином из Тринити-колледжа в Дублине, изучила тип генной аберрации, называемой мутацией de novo, на выборке из 42-дюймовых трио. "семьи, в которых ребенку, но ни одному из родителей не был поставлен диагноз шизофрения и / или психоз, и 15 трех семей с историей психоза.Считается, что шизофрения во многих случаях вызывается генными мутациями, передаваемыми от родителей к детям, последствия которых могут быть усилены неблагоприятными факторами окружающей среды. Напротив, мутации de novo или DNM — это генные дефекты у потомства, которых нет ни у одного из родителей. Они являются результатом механических ошибок копирования ДНК и нечасто возникают у каждого человека во время развития сперматозоидов и яйцеклеток, как правило, без общего воздействия на здоровье человека.
Однако в редких случаях мутации de novo происходят в гене или генах, необходимых для нормального развития, и, таким образом, могут иметь разрушительные последствия. Это может быть верно в отношении нескольких генов, на которые влияют DNM, которые описаны в недавно опубликованном исследовании. По словам Шейна Маккарти, доктора философии, исследователя CSHL, который является ведущим автором нового исследования, три гена, обнаруженные среди 42 затронутых детей в исследовании — AUTS2, CDH8 и MECP2 — были идентифицированы в предыдущих генетических исследованиях. людей с аутизмом.
Два других, HUWE1 и TRAPPC9, были задействованы в исследованиях людей с умственной отсталостью.Из этих пяти «перекрывающихся» генов три (CHD8, MECP2 и HUWE1) выполняют конвергентную функцию.
Они играют роль в том, что ученые называют эпигенетической регуляцией транскрипции. То есть они участвуют в чтении, записи и редактировании химических меток (называемых эпигенетическими метками) на ДНК и белках, которые помогают контролировать включение или выключение определенных генов.
Это делает открытие особенно интересным, поскольку «растет понимание важности эпигенетической регуляции во время развития мозга, а также познания в зрелом мозге», — отмечает Маккарти. Команда предполагает, что возможно, что гены, влияющие на одну и ту же биологическую функцию при множественных расстройствах, являются примерами тех, от которых зависит нормальное развитие мозга.
«Исследования, ставшие возможными благодаря сотрудничеству CSHL и Тринити-колледжа, ведут нас к гораздо лучшему пониманию того, как сложные наборы генов участвуют в сложных заболеваниях», — говорит МакКомби, директор Стэнлиского института когнитивной геномики в CSHL. «Наша работа и работы других исследователей, взятые вместе, начинают прояснять наши взгляды на причинно-следственные связи в этих очень сложных, но также очень распространенных заболеваниях».Институт Стэнли занимается выявлением генетических причин биполярного расстройства, шизофрении, депрессии и других когнитивных расстройств. Сотрудничество Института с Тринити-колледжем в Дублине преследует более широкую цель интеграции генетики, нейробиологии и клинического применения, чтобы повлиять на текущее и будущее лечение психических заболеваний.Профессор Маккомби отмечает, что многие гены могут способствовать возникновению сложных расстройств, таких как шизофрения.
Он объясняет, что проблема для ученых состоит в том, что «количество различий даже между здоровыми людьми настолько велико, что трудно определить, какой конкретный вариант может способствовать определенному расстройству, например шизофрении, среди тех, которые не вызывают проблем».Недавно опубликованное исследование группы сужает поиск до части генома человека, называемой экзомом. Это небольшая часть — примерно 3–4% от общей последовательности генома человека — которая содержит гены, кодирующие белок. Эта стратегия особенно полезна при сравнении детей с их родителями, потому что у детей очень мало генетических вариантов — мутаций de novo по определению — которых нет ни у одного, ни у другого родителя. «Найти варианты de novo у ребенка по сравнению с его родителями технически относительно просто», — говорит МакКомби, и представляет ученым особенно сильный «сигнал» о потенциально значимых генетических вариациях у детей, страдающих такими заболеваниями, как шизофрения, которые не проявляются ни в одном из них. родитель.
Маккарти добавляет: «В отличие от других методов исследования генома на предмет генетических вариаций, лежащих в основе риска шизофрении, детальность секвенирования экзома позволяет нам идентифицировать конкретные гены, которые могут быть вовлечены в патогенез болезни. Это дает нам новое биологическое понимание болезнь, на которую можно нацелить новые методы лечения не только шизофрении, но и ряда психических расстройств.