Два новых исследования, опубликованные в предварительном онлайн-выпуске журнала Nature 29 октября 2014 года, связали мутации более чем в 100 генах с аутизмом. Шестьдесят из этих генов соответствовали порогу «высокой достоверности», указывающему на то, что вероятность того, что мутации в этих генах способствуют увеличению риска аутизма, превышает 90 процентов.Большинство мутаций, выявленных в новых исследованиях, являются мутациями de novo (латинское «свежее»), то есть они не присутствуют в геномах здоровых родителей, а возникают спонтанно в одной сперматозоидной или яйцеклетке незадолго до зачатия ребенка.Гены, задействованные в новых исследованиях, делятся на три широких класса: они участвуют в формировании и функционировании синапсов, которые являются участками связи нервных клеток в головном мозге; они регулируют посредством процесса, называемого транскрипцией, то, как инструкции в других генах передаются в механизм производства белков в клетках; и они влияют на то, как ДНК скручивается и упаковывается в клетки в структуре, известной как хроматин.
Поскольку известно, что модификации структуры хроматина приводят к изменениям в экспрессии генов, можно ожидать, что мутации, изменяющие хроматин, как и те, которые влияют на транскрипцию, будут влиять на активность многих генов.В одном из новых исследований природы использовались данные из коллекции Simons Simplex Collection (SSC), постоянного хранилища образцов ДНК из почти 3000 семей, созданного Инициативой исследования аутизма Фонда Саймонса. В каждой семье SSC есть один ребенок, страдающий аутизмом, родители, не затронутые этим расстройством, и, в значительной степени, незатронутые братья и сестры.
Второе исследование было проведено под эгидой Консорциума по секвенированию аутизма (ASC), инициативы, поддержанной Национальным институтом психического здоровья, которая позволяет ученым со всего мира сотрудничать в крупных геномных исследованиях, которые невозможно провести в отдельных лабораториях.«До этих исследований только 11 генов аутизма были идентифицированы с высокой степенью достоверности, а теперь мы увеличили это число более чем в четыре раза», — сказал Стефан Сандерс, доктор философии, доцент кафедры психиатрии в UCSF, соавтор исследования SSC, и соавтор исследования ASC. Основываясь на последних тенденциях, Сандерс оценивает, что открытие генов будет продолжаться ускоренными темпами, и около 1000 генов в конечном итоге связаны с риском аутизма.«Было много опасений, что 1000 генов означают 1000 различных методов лечения, но я думаю, что новости намного ярче, чем это», — сказал Мэтью У. Стейт, доктор медицинских наук, председатель и заслуженный профессор психиатрии семьи Оберндорф в UCSF.
Стейт был одним из руководителей исследования природы, посвященного SSC, и старшим участником исследования, организованного ASC, соучредителем которого он является. «Уже есть убедительные доказательства того, что эти мутации сходятся в гораздо меньшем числе ключевых биологических функций. Теперь нам нужно сосредоточиться на этих точках совпадения, чтобы начать разработку новых методов лечения ».Известно, что аутизм, который характеризуется дефицитом социального взаимодействия и языкового развития, а также повторяющимся поведением и ограниченными интересами, имеет сильный генетический компонент. Но еще несколько лет назад геномные исследования не смогли однозначно связать отдельные гены с заболеванием.
По словам Стейт, в двух новых исследованиях высвечиваются факторы, радикально изменившие эту картину. Одним из них является появление секвенирования следующего поколения (NGS), которое позволяет исследователям читать каждую «букву» в коде ДНК с беспрецедентной скоростью.
Другой — создание SSC; исследование 2007 года показало, что мутации de novo будут играть важную роль в риске аутизма, и SSC был специально разработан, чтобы помочь проверить эту идею, позволяя проводить близкие сравнения между детьми с аутизмом и их здоровыми родителями и братьями и сестрами. Наконец, совместные инициативы, такие как ASC, позволяют группам исследователей по всему миру работать в тесном сотрудничестве, объединяя свои ресурсы для создания больших наборов данных с достаточной статистической мощностью, чтобы делать обоснованные выводы.
Большие исследовательские группы, стоявшие за каждым из двух новых исследований, использовали форму NGS, известную как «полное экзомное» секвенирование, буквенный анализ только той части генома, которая кодирует белки.В ноябре 2013 года исследование, проведенное Джереми Уилси, аспирантом государственной лаборатории, показало, что функциональные роли девяти высоконадежных генов риска аутизма, которые были затем обнаружены, сходятся в одном типе клеток в определенном месте. в головном мозге в определенное время во время развития плода.
Уилси является соавтором обоих новых исследований природы, которые, по мнению Стейт, еще больше ускорят наше понимание того, как мириады генов, участвующих в аутизме, влияют на основные биологические пути в головном мозге.«Эти гены несут действительно большие эффекты», — сказал Стейт. «То, что теперь у нас есть множество десятков генов и четкий путь вперед, чтобы найти, возможно, еще сотни, обеспечивает невероятную основу для понимания биологии аутизма и поиска новых методов лечения».
UCSF — ведущий университет страны, специализирующийся исключительно на здоровье. Отмечая 150-летие своего основания в качестве медицинского колледжа, UCSF занимается преобразованием здравоохранения во всем мире с помощью передовых биомедицинских исследований, повышения квалификации в области наук о жизни и здравоохранения, а также передового опыта в области ухода за пациентами.
В него входят ведущие аспирантуры стоматологии, медицины, медсестер и фармацевтики; отделение для выпускников со всемирно известными программами в области биологических наук, выдающееся биомедицинское исследовательское предприятие и первоклассные больницы, Медицинский центр UCSF и детские больницы UCSF Benioff. Посетите www.ucsf.edu.