Familien, die mit vier extrem seltenen neurodegenerativen Erkrankungen haben schließlich gelernt, die Ursache Ihrer Krankheiten, Dank eines Forschers Ahnung und Jahrzehnten von Verbesserungen in der Technologie zur DNA-Sequenzierung.
Vier seltene Krankheiten sind alle verursacht durch die gleichen kurzen segment von DNA-wiederholt sich zu oft, eine mutation, die die Forscher aufrufen, nicht-kodierende erweitert tandem repeats. Forscher vermuten, Variationen dieser Art von mutation kann dazu führen, dass andere Krankheiten, die bislang ausgewichen Diagnose durch genetische Tests.
Behandlungsstrategien für viele genetische Erkrankungen sind durch die Tatsache erschwert, dass verschiedene Mutationen verursachen können, die an der gleichen Krankheit. Zum Beispiel Parkinson-Krankheit kann verursacht werden durch einzigartige Mutationen in mindestens fünf Genen. Zystische Fibrose kann durch verursacht werden, der über 1000 verschiedene Mutationen in demselben gen.
Forscher sind begeistert, denn anstatt die Suche nach einzigartigen Mutationen in bestimmten Genen, identifizierten Sie die gleiche mutation in verschiedenen Bereichen des Genoms verursacht verschiedene Krankheiten.
Genetische Ursache von seltenen Krankheiten ausgewichen Diagnose
„Weil die Mutationen verursachen die Krankheiten, die so ähnlich sind wie, in die Zukunft, alle diese Patienten profitieren möglicherweise von der gleichen Behandlung,“ erklärt Dr. Hiroyuki Ishiura, M. D./Ph. D., assistant professor der University of Tokyo Hospital und ersten Autor von der neueren Forschung Papier, veröffentlicht in Nature Genetics.
„Gen-silencing-Techniken [welche die Inaktivierung der zuvor aktiven Gene] sind eine mögliche Behandlung. Wir können nicht wissen, das Ergebnis, aber wir glauben, dass solche Strategien können den Patienten helfen, in der Zukunft,“ sagte Dr. Shoji Tsuji, M. D./Ph. D. -, Projekt-professor von der University of Tokyo Hospital, eine entsprechende Autor der jüngsten Studie.
Das Forschungsteam konzentrierte sich auf Patienten mit adult-onset neurodegeneration, zeigt Symptome wie kognitive Beeinträchtigung, eine unkontrollierte Bewegung, gleichgewichtsverlust, Schwäche in Armen und Beinen oder Schwierigkeiten beim schlucken.
Die genetische Ursache für eine Erkrankung mit diesen Symptomen, fragiles-X-tremor – /Ataxie-Syndrom identifiziert wurde, in den frühen 2000er Jahren, als drei Buchstaben des genetischen Codes, CGG, wiederholt sich Dutzende oder Hunderte Male auf dem X-Chromosom. Nicht-kodierende erweitert tandem-repeat-Mutationen verursacht werden können, indem jedem Buchstaben des genetischen Codes wiederholt eine ungewöhnliche Anzahl von Zeiten, die überall im Genom.
Forscher hatten eine Ahnung, dass die gleichen CGG-repeat-mutation führen könnte, die drei anderen seltenen Krankheiten mit ähnlichen Symptomen und klinischen test-Ergebnisse. Aber da bei Patienten mit diesen Krankheiten hatten einen normalen X-Chromosomen, Forscher hatte keine Ahnung, wo im Genom die potenziellen CGG-repeat-Mutationen vorliegen könnte.
High-tech-Schnitzeljagd
Frühere Generationen von Technologie zur DNA-Sequenzierung erforderlich, die Forscher zu wissen, wo im Genom zu suchen, eine mutation. Suche für CGG-repeat-Mutationen auf alle 46 Chromosomen im menschlichen Genom, war extrem schwierig und aufwändig.
Der neue Ansatz, den die Forscher entwickelt, stützt sich auf moderne next-generation-DNA-Sequenzierung und kluge Analyse der Daten.
Die Forscher sequenzierten Patienten und gesunden Menschen ganze Genome in kurze, überlappende, jedoch gebrochen erstreckt. Mitarbeiter, darunter Professor Shinichi Morishita, theoretischer Biologe aus der Abteilung für Bioinformatik und Systembiologie, entwickelt ein neues computer-Programm zu Sortieren, alle diese kurzen Sequenzen und suchen für diejenigen, die aus CGG immer und immer wieder.
Mit einem standard-Sequenz des gesamten gesunden menschlichen Genom, das computer-Programm konnte pin nach dieser kurzen Segmente mit CGG-repeat-Mutationen auf bestimmte genetische Nachbarschaften. Forscher Eingrenzung Ihrer Suche, um überall im Genom, in denen Patienten hatte eine große Anzahl von CGG wiederholt und gesunde Menschen keine hatten.
Mit dieser information kann der Forscher dann wusste, wo, um die Sequenz eines langen DNA spezifisch zu identifizieren, die das gen und, wo in dem gen, das die Patienten der CGG-repeat-Mutationen vorhanden sind.
Seltene Krankheiten gemeinsame Symptome
Alle vier seltene neurologische Erkrankungen, die das Forscherteam untersuchte, sind verursacht durch das CGG-repeat-Mutationen in weit entfernten, scheinbar unabhängigen Bereichen des Genoms.
Eine der Krankheiten ist derzeit nur in einer einzigen Familie. „Wir gepflegt für diese Familie ab 10 Jahren, so war es ein langes Rätsel für uns zu finden, die richtige Diagnose zu stellen“, sagte Ishiura.
Bemühungen sind im Gange, um zu studieren Genome identifiziert durch die genetische Analyse von Menschen, die gesund sind trotz des gleichen CGG-repeat-Mutationen. Solche Fälle sind extrem selten.