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智力障碍的新基因原因潜在的被发现在“垃圾DNA”中

(2024-06-03 14:29:32)

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智力障碍的新基因原因潜在的被发现在“垃圾DNA”中

2024/6/3

新的研究暗示，在“垃圾DNA”中的突变可能对智力残疾的罕见基因病例是负责的。

在一种编码细胞中一个分子复合物部分的基因中突变可以解释一些智力障碍的情案例。(Image credit: KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)

科学家们已经在一个历史上被忽视的部分人类基因组所谓的垃圾DNA中发现了一种罕见的智力障碍基因原因。

研究人员说，这些知识有朝一日可能帮助诊断一些患有这些疾病的患者。

智力障碍是一种出现在儿童时期的神经发育障碍，它被影响人们的学习、实践技能和来独立生活的能力的智力困难特征。这种症状影响大约650万美国人。

诸如出生期间的并发症因素能触发智力障碍。然而，在大多数案例中这些疾病有一个支撑的基因原因。到目前为止，大约有1500个基因已经被联系到各种智力障碍，但临床医生仍然总是不能够识别每个患者症状的特别原因。

对这种知识中的间隙的一种可能的解释是，以前读取DNA的方法仅集中在它的一个微小部分上。特别是，他们已经观察了大约2%的被称为编码DNA的编码蛋白质的基因组。大约 98% 的基因组包含不编码蛋白质的 DNA。这种DNA从前被考虑为是“垃圾DNA”，但科学家们现在正在发现它实际上执行关键的生物学功能。

在周五（5月31日）发表在《自然医学》（Nature Medicine）杂志上的一项新研究中，科学家们使用全基因组测序技术来在在非编码DNA内识别一种罕见的基因突变，这种突变似乎贡献到智力障碍。

该团队比较了将近5530名已经有一个被诊断的智力障碍人与约4400名没有智力障碍的人的全基因组。这些数据被从英国的100000基因组计划收集。

研究人员发现了47名智障人士（约0.85%）在叫RNU4-2的基因中携带突变。然后，他们在另外三个大型独立基因数据库中验证了这一发现，使病例总数带到73例。

RNU4-2 不编码蛋白质而是编码一种RNA 分子，即 DNA 的表亲，RNA的代码能要么被转换成蛋白质要么靠它自己独立站着作为一个功能分子。由RNU4-2 制造的 RNA 构成一个叫剪接体的分子复合物的部分。剪接体在它们的码被从DNA“剪接”出代码的某些片段后帮助精炼RNA分子。

这项新研究的作者相信这些发现可能造成更多的智力障碍患者被准确诊断。. (Image credit: Luis Alvarez via Getty Images)

为进一步确定这种新疾病的患病率，研究小组随后启动了一项单独的分析，其中他们观察了英国中另外5000名已经被诊断患有“神经发育异常”的人的基因组。这是一个指一个儿童的神经发育中与“正常”的任何偏差的术语。

该团队的分析揭示出自这5000人有21人携带RNU4-2突变。这使这些突变成为整个群体中第二最常见的类型，仅次于已知来造成莱特（Rett）综合征的X染色体上的突变。如果RNU4-2中的变化能被确认为智力障碍的一个原因，这一发现暗示这些突变可能重大的贡献到多种疾病。

英国爱丁堡大学分子基因学教授凯瑟琳·阿博特（Catherine Abbott）在一封电子邮件中告诉生活科学杂志，这项新研究加入一个也被联系到RNU4-2与智力障碍的第二项研究。这项研究已经开辟了“一条令人兴奋的智力障碍研究新途径”。

阿博特说，“这些发现强化智力障碍往往能从对数百个其他基因的表达上有一个累积的下游影响造成”。不制造蛋白质的RNA分子往往帮助控制基因的活性，打开或关闭它们。她说，这些发现还强调了测序整个基因组的重要性而不仅仅是编码DNA。