Авторы нового исследования из Детской больницей Британской Колумбии (BC Children’s Hospital), Университетом Британской Колумбии (University of British Columbia, опубликованной в журнале New England Journal of Medicine, впервые выявили редко встречающийся тип мутации ДНК в качестве причины наследственного расстройства метаболизма.
Актуальность проблемы
Унаследованные нарушения обмена веществ – когда организм не может расщеплять определенные питательные вещества из пищи, приводящие к ряду серьезных проблем со здоровьем – часто вызываются дефектным геном. На сегодняшний день экспансии повторов ДНК связаны примерно с 30 различными заболеваниями.
«Для детей с редкими заболеваниями и их семей очень важно найти коренные причины их расстройств», – говорит соавтор исследования Уайет Вассерман (Wyeth Wasserman).
Для ребенка с необъяснимым заболеванием диагноз закладывает основу для дальнейших исследований, которые могут привести к новым вмешательствам, таким как генная терапия, направленная на «включение» нарушенного гена, диетическая модификация или добавки, обеспечивающие питательные вещества, которых не хватает в организме. Эффективное лечение может замедлить или прекратить повреждение симптомов, улучшая качество жизни детей с редкими расстройствами и их семей.
Материалы и методы исследования
«Чтобы обнаружить этот тип размножения ДНК, вы можете использовать только целое секвенирование генома и искать в миллиардах кусочков ДНК; это действительно поиск иголки в стоге сена», – говорит ведущий автор исследования Клара ван Карнебик (Clara van Karnebeek). «С новым подходом мы наконец разрешили наши загадочные случаи, и теперь мы ожидаем обнаружить генетическую причину других, еще не объясненных, генетических заболеваний обмена веществ».
Благодаря углубленному ручному анализу и использованию новых инструментов и методов биоинформатики, исследователи, Бритт Доктор Йогемеллер (Britt Dr.ögemöller) и Филипп Ричмонд (Phillip Richmond), выявили и подтвердили, что ген, ответственный за расстройство пищеварения, не поврежден, но повторная ошибка расширения препятствовала его функционированию.
Результаты научного исследования
В этом важном исследовании ученые обнаружили необычную генетическую мутацию трех невыявленных дегенеративных состояний у трех детей: повторное расширение ДНК. В этой специфической мутации ген кажется неповрежденным, но не функционирует, поскольку ДНК, смежная с ним, расширилась в несколько сотен раз его нормальной длины.
Ген, идентифицированный как причина этого определенного расстройства, представляет собой фермент, который позволяет организму превращать аминокислоту под названием глютамин в глутамат. Необходима дополнительная работа, чтобы определить, как именно эта генетическая ошибка приводит к заболеванию, но вполне вероятно, что накопление глютамина или недостаток глутамата вызвали серьезные задержки и нарушения развития у детей, включая проблемы с речью, речью, равновесием и координацией.
Благодаря сотрудничеству с секвенирующими консорциумами по всему миру, исследователи смогли подтвердить, что именно это повторное расширение было обнаружено только у 1 из 8000 человек, что делает мутацию очень редкой.
«Эти выводы стали возможными благодаря междисциплинарному подходу и достижениям в области технологий, технологий и программного обеспечения», – сказал Ричмонд. «Это было бы невозможно совсем недавно, два года назад, и, самое главное, это показывает нам, что нужно искать в других не диагностированных случаях».
Авторы другого исследования изучили механизмы регулирующие метаболизм липидов.
