Для проведения исследования ученые набрали сотни добровольцев из семей, в которых один ребенок страдает РАС, и секвенировали полные геномы каждого члена семьи, включая родителей и обычно развивающихся братьев и сестер. Затем исследователи искали мутации de novo, генные изменения, которые возникают спонтанно у потомства и связаны с мутацией в сперме отца или яйцеклетке матери.
На основании предыдущих открытий авторов известно, что мутации de novo повышают риск, особенно в единичных случаях, когда семейный анамнез аутизма отсутствует.Самый распространенный тип мутаций de novo — орфографические ошибки, которые изменяют одну букву кода ДНК. Однако в своем новом исследовании исследователи обнаружили множество других мутаций, которые вносят более сложные изменения. Эти изменения, называемые структурными вариантами, включают вставку или удаление целых слов или предложений кода ДНК.
Исследовательская группа обнаружила удивительное разнообразие спонтанных мутаций, от простых делеций или вставок до «прыгающих генов» — элементов ДНК, которые копируются и вставляются в другие части генома. Они также обнаружили, что структурные мутации иногда возникают в плотных кластерах, где одновременно возникает комбинация различных мутаций.
«Эти мутации могут вставлять, удалять или в некоторых случаях шифровать последовательность ДНК», — сказал старший автор Джонатан Себат, доктор философии, доцент кафедры психиатрии, клеточной и молекулярной медицины и директор Центра геномики психических заболеваний Бейстера в школе Калифорнийского университета в Сан-Диего. медицины.Себат и его коллеги обнаружили, что спонтанные структурные мутации происходят с удивительно высокой частотой у людей — 20 процентов — а мутации при аутизме имеют тенденцию нарушать работу генов. «У детей с аутизмом в целом меньше мутаций, — сказал Себат, — но их мутации с большей вероятностью нарушат гены, участвующие в развитии мозга».
В исследовании, отметил Себат, выделяются несколько генов, которые могут играть ключевую роль в развитии мозга. Например, ученые определили делецию в одном гене под названием «старгазин», который необходим для регулирования передачи сигналов между нейронами в головном мозге.
«Мутации в stargazin очень редки, — сказал первый автор, Уильям Брандлер, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Себата, — но они указывают нам на биохимический путь, который может иметь важное значение для социального развития. В будущем подобные открытия могут быть привести к более эффективному индивидуальному лечению аутизма ».