非編碼DNA變異也會增加自閉癥風(fēng)險

【資料簡介】

近年來，科學(xué)家們已明確指出出現(xiàn)的基因突變（即新生突變）導(dǎo)致大約三分之一的自閉癥譜系障礙（autism spectrum disorder, ASD）病例。在一項新的研究中，來自美國加州大學(xué)圣地亞哥分校等研究機構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一類新的罪魁禍?zhǔn)祝悍蔷幋aDNA區(qū)域中發(fā)生的罕見的遺傳性變異，它們可能解釋著余下風(fēng)險因素（即除新生突變之外的風(fēng)險因素）中的一些。

 

這些新發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險因素與已知的自閉癥遺傳原因有兩種重要的不同之處。首先，這些遺傳性變異并不直接改變基因，而是破壞打開和關(guān)閉基因的DNA控制元件，即順式調(diào)控元件（cis-regulatory element, CRE）。其次，這些遺傳性變異不是作為自閉癥兒童的新突變發(fā)生的，而是從他們的父母遺傳下來的。

加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的Jonathan Sebat教授說，“十年來，我們已知道自閉癥的遺傳原因部分上是由基因編碼的蛋白序列發(fā)生的新生突變。但是，基因序列僅占基因組的2％。”

為了研究ASD患者基因組中剩下的98％的DNA序列，Sebat和他的同事們分析了來自2600個家庭的9274名受試者的完整基因組。在圣地亞哥的人類長壽公司（Human Longevity Inc.）和Illumina公司測序了一千名受試者的基因組序列，并在加州大學(xué)圣地亞哥分校的圣地亞哥超級計算中心分析了這些被測序出的DNA序列。這些數(shù)據(jù)隨后與來自Simons Simplex Collection自閉癥數(shù)據(jù)庫和Autism Speaks MSSNG全基因組測序項目（Autism Speaks MSSNG Whole Genome Sequencing Project）的其他大型研究相結(jié)合在一起。

這些研究人員隨后分析了結(jié)構(gòu)變異（structural variant, SV）：缺失的或重復(fù)的DNA片段，這些片段的缺失或重復(fù)破壞了基因的順式調(diào)控元件（CRE），因而這些結(jié)構(gòu)變異被稱作CRE-SV。這些研究人員從完整的家族基因組中發(fā)現(xiàn)從父母中遺傳的CRE-SV也會促進ASD產(chǎn)生。

論文共同作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校Sebat實驗室博士后研究員William M. Brandler博士說，“我們還發(fā)現(xiàn)CRE-SV主要遺傳自父親，這是令人吃驚的。之前的研究已發(fā)現(xiàn)一些蛋白編碼變異（即編碼蛋白的基因發(fā)生的變異）主要遺傳自母親，這種現(xiàn)象被稱為母本起源效應(yīng)（maternal origin effect）。我們發(fā)現(xiàn)非編碼變異（即基因組中非編碼DNA發(fā)生的變異）存在的父本起源效應(yīng)（paternal origin effect）提示著母親和父親的遺傳貢獻可能存在著本質(zhì)上的差異。”

Sebat說，當(dāng)前的研究并沒有確切地解釋是什么機制決定了這些親源效應(yīng)（parent-of-origin effect），不過他提出了一種合理的模型。

他說，“人類存在著廣泛的遺傳變異，其中編碼變異（coding variant）具有較強的效應(yīng)，而非編碼變異（noncoding variant）具有較弱的效應(yīng)。如果男性和女性對這些變異的耐受性存在著差異，那么這可能會產(chǎn)生我們觀察到的這些親源效應(yīng)