Отчет об исследовании появится в номере журнала Nature от 2 апреля.В последние годы снижение затрат на генетическое тестирование вместе с новыми мощными средствами хранения и анализа огромных объемов данных открыло эру исследований ассоциаций и секвенирования в масштабе всего генома.
В этих исследованиях обычно сравниваются данные генетического секвенирования тысяч людей с определенным заболеванием и без него, чтобы составить карту местоположения генетических вариантов, способствующих заболеванию. Хотя общегеномные исследования ассоциации связали многие гены с конкретными заболеваниями, их результаты до сих пор не привели к прогностическим генетическим тестам для общих состояний, таких как болезнь Альцгеймера, аутизм или шизофрения.«В генетике мы все считаем, что нужно бесконечно заниматься секвенированием, прежде чем что-либо найти», — говорит Аравинда Чакраварти, доктор философии, профессор Института генетической медицины МакКьюзика-Натанса Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса. «Я думаю, что то, что вы делаете, не менее важно, если не больше, чем количество людей, которые будут записаны».
С этой идеей Чакраварти и его сотрудники определили семьи, в которых более чем одна женщина страдает расстройством аутистического спектра, заболеванием, впервые описанным в Университете Джона Хопкинса в 1943 году. По непонятным причинам девочки гораздо реже, чем мальчики, страдают аутизмом, но когда у девочек действительно есть заболевание, их симптомы, как правило, тяжелые.
Чакраварти рассуждал, что женщины с аутизмом, особенно те, у которых есть близкие родственницы, которые также страдают от этого заболевания, должны иметь очень сильные генетические варианты заболевания, и он хотел выяснить, что это такое.Исследовательская группа сравнила последовательности генов аутичных членов 13 таких семей с последовательностями генов людей из общедоступной базы данных. Они обнаружили четыре потенциальных гена-виновника и сосредоточились на одном, CTNND2, потому что он попал в область генома, которая, как известно, связана с другим умственным недостатком.
Когда они изучали влияние гена на мозг рыбок данио, мышей и трупов человека, исследовательская группа обнаружила, что производимый им белок влияет на то, сколько других генов регулируется. По словам Чакраварти, белок CTNND2 был обнаружен в гораздо более высоких уровнях в мозге плода, чем в мозге взрослого человека или других тканях, поэтому он, вероятно, играет ключевую роль в развитии мозга.
В частности, мутации в CNNTD2 нарушили связи, называемые синапсами, которые образуются между клетками мозга. «Это согласуется с недавними открытиями, что многие генные мутации, связанные с аутизмом, участвуют в развитии синапсов», — говорит Ричард Хуганир, доктор философии, директор отделения нейробиологии имени Соломона Х. Снайдера, принимавший участие в исследовании. «Результаты этого исследования дополняют доказательства того, что аномальная синаптическая функция может лежать в основе когнитивных дефектов при аутизме».По словам Чакраварти, хотя варианты CTNND2, вызывающие аутизм, очень редки, это открытие дает представление об общей биологии аутизма. «Чтобы разработать новые методы лечения, мы должны хорошо понимать, как возникает болезнь», — говорит он. «Генетика — решающий способ сделать это».
Исследовательская группа Чакраварти сейчас работает над поиском функций трех других генов, которые, возможно, связаны с аутизмом. Они планируют использовать тот же принцип для поиска генов болезней в будущих исследованиях 100 подобных семей, страдающих аутизмом, а также других заболеваний. «Мы показали, что даже в отношении генетически сложных заболеваний семьи с экстремальным проявлением болезни очень информативны при выявлении генов-виновников и их функций — или, как учат генетиков,« дорожат вашими исключениями »», — говорит Чакраварти.