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与自闭症相关的基因变化

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盐湖城——多达1000个基因的微小差异会增加患自闭症的风险, 根据自闭症测序联盟(ASC)的一项研究,, 并发表在杂志上 自然.

这项新研究调查了几种罕见疾病的数据, 基因差异超过14个,000份来自父母的DNA样本, 影响孩子, 和不相关的个体——迄今为止数量最多的——极大地扩展了与自闭症谱系障碍(ASD)相关的基因列表。.

大多数导致自闭症的基因仍然是未知的, 但目前的研究将确定自闭症基因的数量增加了近四倍,达到33个, 与近年来几个实验室的类似研究中与风险最密切相关的9个基因相比. 它还发现了70多个额外的可能是自闭症谱系障碍的基因. 这些基因中的每一个在超过5%的自闭症患者中都发生了突变, 表示大的, 对复杂遗传疾病风险的相对贡献.

撒更大的网, 一个来自37个机构的研究小组发现,以前未被怀疑的几组基因可能与自闭症风险有关, 包括一些控制大脑中神经网络形成的基因. 在美国,每68名儿童中就有1名患有这种疾病.S., 自闭症谱系障碍会影响一个人的社会交往, 包括沟通, 以及不同程度的严重行为.

“有机会通过详细的基因序列数据研究非常大的样本资源,使大发娱乐能够开始了解多种基因变化如何以复杂的方式在大脑中共同作用,导致自闭症。,” 希拉里·库恩博士.D.,香港大学教授 精神病学 犹他大学医学院的遗传流行病学教授. 自自闭症序列联盟成立以来,库恩一直是该联盟的成员, 并与该研究的资深作者密切合作, 约瑟夫·巴克斯鲍姆, Ph.D.西奈山大学教授. 来自几百个犹他州家庭的数据和样本是这项研究的一部分.

“犹他州将能够在跟进这些非常有力的发现方面发挥独特而重要的作用,库恩补充道。. “大发娱乐现在可以在多年来参与大发娱乐研究的犹他州大家庭中研究这些特征明确的基因变化. 大发娱乐可以确定变化是否会影响与自闭症相关的特定症状. 大发娱乐也经常可以在这些家庭中找到未受影响的亲属,他们有这些罕见的变化,但确实如此 有自闭症,可以开始研究为什么会发生这种情况吗."

巴克斯鲍姆说,这项研究将为今后许多年的研究大发娱乐提供途径.

“虽然大发娱乐在这些基因分析中有非常有力的发现, 新的基因发现下一步必须转移到分子, 细胞和动物研究,实现未来造福家庭,巴克斯鲍姆说. “像这样的研究在未来几年创造了一个行业, 世界各地的实验室都在检查与每一个新的基因发现相关的大脑变化, 并寻找对抗它们的药物."

第一次, 这项研究的作者能够评估遗传基因差异的影响,以及那些在精子和卵子中自发发生的影响,这些差异会继续形成人类胚胎. 虽然小, 研究发现,在前107个基因中,罕见的基因差异会导致一个人的患病风险相对大幅上升, 其他基因的更多变化增加了更小的风险. 据作者所说, 基因变异之间的相互作用, 既常见又罕见, 这是理解自闭症的关键. 沿着这条线, 这个团队, 通过观察107个基因中每个基因发生变异的次数, 能够预测到大约1,000个基因最终会被发现增加自闭症的风险.

这是迄今为止最大的自闭症研究, 国际研究小组收集并分析了3个国家的数据,871例自闭症病例, 2,270对母亲, 父亲和他们受影响的孩子, 以及额外的控制样本. 这是通过自闭症测序联盟(ASC), 最初由比阿特丽斯和塞缪尔·A. 西维尔基金会和西维尔自闭症中心在西奈山的伊坎医学院. ASC是由国家精神卫生研究所(NIMH)资助的多个首席研究员, 得到了国家人类基因组研究所(NHGRI)的额外支持. 巴克斯鲍姆是总PI.

该联盟共享患者数据,因为没有一个实验室有足够的能力来识别分散在数千个基因组中的模糊遗传模式. ASC继续增加患者,因为到目前为止,发现的风险基因数量随着研究的患者数量稳步增加. 它的许多调查人员共享样本, data, 没有在医学期刊上发表的想法, 这种独特的合作水平正在加速发现.

“ASD背后的遗传学非常复杂,获得大样本对于根除许多涉及的基因突变至关重要, 以及这些突变所涉及的生物机制,戴利说。, 也是马萨诸塞州总医院分析和转化遗传学部门的创始主任. “没有大发娱乐所依赖的整个财团的协作和合作,这种研究是不可能完成的."

惊喜的链接

自然 研究指出了健康发育所需的三条途径,其中基因变异与更高的自闭症风险有关, 在某些情况下,证实了过去的研究结果. 令人惊讶的是,自闭症风险与控制“染色质重塑”的基因变异之间的新联系."

作为细胞核内遗传物质组织的一部分, DNA与一种叫做组蛋白的蛋白质形成复合体,成为染色质. 长链DNA缠绕在组蛋白“线轴”上,随着正确的信号展开. 这种解绕使得制造蛋白质的机器可以接触到大量的遗传指令, 是什么组成了身体结构和信号.

一组与自闭症有关的基因, 例如, 一种酶的编码,这种酶通过在组蛋白的一个组成部分上附着或移除甲基来调节组蛋白, 赖氨酸氨基酸. 通过这样做, 这种酶会影响特定基因的开启或关闭, 研究结果支持这样的理论,即这种机制可能在自闭症中发生改变, 因此发育中的脑细胞可能不会成熟, 分, 或者以同样的方式迁移.

研究发现,与自闭症相关的其他变异是控制突触的基因, 神经通道中“决定”信号是否向前传递的神经细胞之间的空间. 神经细胞必须能够执行适时的操作, 比如允许带电粒子聚集或冲出它们, 正常传递神经信号. 研究发现,第三组与风险相关的基因调控着将基因转化为蛋白质的基本步骤. 一种基于遗传密码的蛋白质, 这些密码必须被翻译成相关的分子(转录),并被切割和重建(拼接)成蛋白质构建的核心指令.

研究人员在新的DNA测序技术的大发娱乐下得出了他们的结论, 哪些决定了组成遗传密码的字母(碱基)的顺序,从而揭示了罕见的变异, 有些与疾病风险有关. 目前的研究采用全外显子组测序, 哪一种比较便宜, 更集中的全基因组测序. 通过只观察基因的蛋白质编码部分, 外显子组测序精确地识别出基因密码中的微小变化,这些变化反过来影响所产生蛋白质的特定位点.

研究结果还围绕着基因突变展开. 由于容易出错的复制密码的过程和其他因素,大发娱乐的遗传密码以稳定的速度发生变化, 尽管有清除错误代码的机制. 进化的一部分, 构成DNA编码指令的“字母”(碱基对)顺序的改变被称为突变, 其中一些是遗传的,另一些是在卵子或精子形成时发生的(新创 突变).

过去对基因自闭症风险的研究只关注于 新创 导致任何关键蛋白质停止工作的突变(功能丧失突变). 目前的研究同时研究了遗传性和遗传性 新创 丧失功能的突变 新创 在受影响的儿童和他们的父母身上发生“误解”突变. 哪里的功能丧失突变是钝的, 导致合成的蛋白质停止工作, 错义突变可能会使蛋白质的工作稍微不那么好. 更加普通和微妙, 它们更难被发现, 但目前的研究表明,它们对自闭症的风险有相当大的贡献.

这项新研究也首次比较了患有自闭症谱系障碍的女孩和男孩之间不同类型的突变率. 女性基因在某种程度上保护了女孩不患自闭症, 因此,比较女孩和男孩之间的突变使作者能够估计与不同类型突变相关的风险. 使用这种方法, 该研究的作者发现,基因突变会使患自闭症的风险增加20倍以上.

Deborah Bilder, M.D.精神病学副教授,以及 尼古拉·坎普博士.D.内科教授(遗传流行病学),他们都是自闭症序列联盟的成员. 犹他大学其他专注于自闭症的合作研究将受益于这项研究的结果, 以及犹他州与自闭症序列联盟正在进行的合作.

来自世界一流大学的研究人员在这项研究中发挥了至关重要的作用, 以及国家心理健康研究所, 英国的威康信托基金会桑格研究所和国家卫生服务信托基金. 有关作者和机构的完整列表,请参阅 自然 研究文本.

关于自闭症测序联盟

由巴克斯鲍姆于2010年创立, 自闭症测序联盟(ASC)是一个由共享自闭症样本和基因数据的科学家组成的国际组织. 所有共享的数据和分析都托管在西奈山的一台名为Minerva的超级计算机上,该计算机由西奈山的教员设计, 这使得联合分析来自多个群体的大规模数据成为可能. ASC由国家精神卫生研究所(NIMH)资助的多个首席研究员(MPI)资助。, 得到了国家人类基因组研究所(NHGRI)的额外支持. 美国国立卫生研究院也支持为自闭症序列联盟大发娱乐提供工作的地方资金, 基础设施和合作使犹他州基因组计划成为可能.