Хората с мутации в гена RNU4-2 са с неизвестна форма на умствена изостаналост

Акценти

Генетици от Медицинското училище Айкан Маунт Синай (ISMMS), Ню Йорк, САЩ, откриват разстройство на неврологичното развитие, което е причинено от мутациите в гена RNU4-2 и от което страдат десетки хиляди хора по света. Екипът работи съвместно с изследователи от Белгия и Обединеното кралство.

Научната разработка

Факт е, че генетичните причини и механизмите на развитие на умствената изостаналост, но и други нарушения, свързани с функционирането на нервната система, остават неизвестни за почти 60% от хората с подобни проблеми. Генетиците предполагат, че много заболявания от този тип са свързани с мутации не само в гените, кодиращи различни протеини, но със структурата на недокидаращата част на ДНК, която контролира работата на гените.

Работата на учените от ISMMS се основава точно на некодиращата част от ДНК.

Екипът извършва мащабно генетично изследване, задачата на което е търсенето на редки вариации в структурата на некодиращата ДНК, които могат да бъдат свързани с развитието на неврологични разстройства. Както споделя доц. Даниел Грийн, ръководител на проучването и специалист по генетика и геномни науки: „Намирането на един единствен ген, който съдържа генетични вариации, отговорни за състоянието на десетки хиляди хора с рядко заболяване, е изключително необичайно. Нашето откритие убягваше на други екипи години наред поради трудности, свързани със секвенирането на генома и множество аналитични предизвикателства.“

Екипът използва данни за секвениране на целия геном от Националната библиотека за геномни изследвания на Обединеното кралство. Сравнява тежестта на редките генетични варианти в 41 132 некодиращи гена между 5 529 несвързани случая с интелектуални увреждания и 46 401 некодиращи контроли.

>>>Мутация с три копия на гена може да е причината за умствена изостаналост

“RNU4-2, който кодира U4 snRNA – критичен компонент на сплайсозомата, се оказа най-силно свързаният ген. Замесихме варианти de novo сред 47 случая в две области на RNU4-2 в етиологията на синдром, характеризиращ се с интелектуални затруднения, микроцефалия, нисък ръст, гърчове, двигателно забавяне, хипотония“, пишат авторите в статия, публикувана в списанието Nature Medecine.

Анализът на националните геномни диагностични данни показва, че RNU4-2 е по-често срещан етиологичен ген за аномалия в неврологичното развитие в сравнение с всеки докладван по-рано автозомен ген.

Над 99% от гените, за които е известно, че имат мутации, причиняващи нарушения в неврологичното развитие, кодират протеини. Екипът от Медицинското училище Айкан Маунт Синай предполага, че некодиращите гени, които не произвеждат протеини, също могат да имат мутации, водещи до интелектуални затруднения.

„Генетичните промени, които открихме, засягат много къс ген, който е дълъг само 141 единици. Той обаче играе решаваща роля за основната биологична функция на клетките или така нареченото генно снаждане“, разяснява доц. Ърнест Туро, старши автор на проучването.

Резултатите

Генетичният анализ показва, че мутациите в малкия некодиращ ген RNU4-2 причинява сбор от симптоми, които преди това не са свързвани с отделно генетично заболяване.

Особено важно е, че откритието ще помогне на лекарите да диагностицират бързо и точно подобни нарушения в умственото развитие.

Определят откритието на екипа като значимо. Причината е, че общият брой на носителите на тези вариации на гена RNU4-2 са няколко десетки хиляди души, което прави тази форма на умствена изостаналост втората най-често срещана след синдрома на Рет сред всички нарушения на умственото развитие, причинени от точкови мутации в един специфичен ген.

Тези мутации обикновено са спонтанни, а това показва много добре естеството на състоянието, пишат генетиците.

Изводите на учените ще подобрят възможностите за диагностика за хората с разстройства на неврологичното развитие, които много често се появяват в ранна възраст и преди детето да тръгне на училище. Те включват дефицити в развитието, които засягат личното, социалното, образователното, интелектуалното и професионално функциониране.

Интелектуалното увреждане включва сериозни ограничения при учене, разсъждение, решаване на проблеми и в социалните и практически умения.

„Повечето от хората, които имат разстройство на неврологичното развитие, не получават молекулярна диагноза след като им се направи генетично изследване. Сега десетки хиляди семейства ще имат възможността близките им с подобни проблеми да я получат, а това ще сложи край на диагностичните одисеи“, казва доц. Ърнест Туро.

>>>Кръгови ДНК вериги могат да потиснат имунитета на бактериите

Учените планират ново проучване, посветено на по-задълбоченото разбиране на молекулярните механизми, които са в основата на този синдром.

Д-р Хедър Мефорд от Центъра за изследване детските неврологични заболявания в Детската изследователска болница St. Jude коментира по следния начин откритието на колегите си: „Намерих за забележително как толкова често срещана причина за разстройство на неврологичното развитие е била пропусната, само защото сме се фокусирали единствено върху кодиращите гени. Откриването на мутации в некодиращи гени, особено в RNU4-2, показва нуждата да се погледне в друга посока, която разкрива различни генетични причини и открива нови възможности и за изследователската работа, но и за диагностични възможности.“