Прогрессивная генетика выявляет ген, связанный с РАС, вызывающим тяжелые нарушения речи, и открывает дверь для поиска новых мутаций и будущих методов лечения, - пишет eurekalert.org.
Ученые Юго-Западного медицинского центра университета Техаса адаптировали классический метод исследования, называемый прямой генетикой, для выявления новых генов, участвующих в расстройстве аутистического спектра (РАС). В исследовании, опубликованном на этой неделе в eLife, исследователи использовали этот подход на мышах, чтобы найти один такой ген под названием KDM5A.
Примерно у 1 из 54 детей в США диагностируется РАС - расстройство нервного развития, которое вызывает нарушение общения, трудности с социальными навыками и повторяющееся поведение. Предполагается, что как болезнь с сильным генетическим компонентом, тысячи генетических мутаций могут способствовать развитию РАС. Но на сегодняшний день только около 30 процентов случаев можно объяснить известными генетическими мутациями.
На протяжении десятилетий передовая генетика использовалась для поиска мутаций, вызывающих болезни. Поиск включает в себя индукцию генетических мутаций у мышей, скрининг на определенные фенотипы, а затем определение причинной мутации путем секвенирования всего генетического материала организма или его генома.
«Вначале трудной частью было обнаружение мутаций. Это должно было быть выполнено путем клонирования, - говорит лауреат Нобелевской премии Брюс Бейтлер - доктор медицины, директор Центра генетики при UTSW и соавтор исследования. - Мы разработали платформу, в которой, когда вы видите фенотип, вы в то же время знаете его причину». Таким образом, когда мышь демонстрирует определенный фенотип или интересующий признак, исследователи почти мгновенно узнают, какая генетическая мутация вызывает это. Этот метод в сочетании со скринингом, разработанным для выявления РАС-подобного поведения у мышей, позволил впервые использовать прямую генетику для выявления новых генетических мутаций в РАС.
Бейтлер получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2011 года за открытие семейства рецепторов, которые позволяют млекопитающим распознавать инфекции, когда они возникают, вызывая мощный воспалительный ответ.
В этом исследовании группа исследователей задокументировала качество и количество вокализаций у молодых мышей, несущих индуцированные генетические мутации. Учитывая, что одной из общих характеристик аутизма является нарушение коммуникации, исследователи искали мышей, у которых были изменения в этой вокализации.
«Первоначально мы обнаружили, что качество этих вокализаций было различным у мышей с мутациями KDM5A. При более внимательном рассмотрении мы обнаружили, что у мышей, полностью лишенных KDM5A, наблюдается серьезный дефицит этих вокализаций», - говорит Мария Чахрур доктор философии, которая руководила исследованием. Чахрур - доцент кафедры нейробиологии и психиатрии, работает в Центре роста и развития человека им. Юджина Макдермотта и Центре генетики защиты хозяев.
Помимо потери вокализации, мыши, лишенные KDM5A, также демонстрировали повторяющееся поведение и дефицит в социальном взаимодействии, обучении и памяти - все это признаки РАС.
Поскольку это был первый случай, когда KDM5A был вовлечен в ASD, исследователи изучали, могут ли мутации KDM5A обнаруживаться и у пациентов с аутизмом. Благодаря совместным международным усилиям группа смогла идентифицировать девять пациентов с РАС и мутациями, вызывающими KDM5A. Поразительно, но у восьми из девяти пациентов также было полное отсутствие речи.
Хотя для аутизма используется один широкий термин, Чахрур сравнивает аутизм с раком в том смысле, что это совокупность индивидуально редких форм аутизма с сотнями различных генетических причин. Мутации в KDM5A, по-видимому, являются одной из таких форм.
«Мы определили новый генетический подтип аутизма, и мы собираемся искать больше пациентов с мутациями в KDM5A, - объясняет Чарур. - Это также имеет прямое влияние на диагноз. Когда врач получает результат клинического секвенирования, который сообщает о мутации KDM5A, теперь это известный ген аутизма».
Помимо влияния на диагностику, исследователи заинтересованы в дальнейшей характеристике роли этого гена в мозге. С лучшим пониманием того, что KDM5A делает в головном мозге, ученые смогут найти цель, которая поможет в будущих исследованиях возможных методов лечения.
Эта работа будет расширяться за пределы KDM5A, поскольку исследователи будут искать больше генов, участвующих в РАС, предмете исследования, для которого пригодятся простота и эффективность прямой генетики.
«В прямой генетике замечательно то, что мы можем детализировать геном. Мы постепенно узнаем, какую часть генома мы насыщаем», - говорит Бейтлер, который оценивает, что его группа уже мутировала около половины генома мыши с помощью этого подход.
Чахрур надеется на продолжение скрининга этих животных на наличие
генов РАС и добавляет: «В какой-то момент мы дойдем до стадии,
когда мы сможем насытить геном мутациями и теоретически найти
каждый ген, который функционирует в социальном поведении и
познании. Это наша конечная цель».
[Фото: ru.123rf.com/profile_vetre]
