Нове дослідження показує, що мутації в регуляторних областях певних частин послідовності ДНК можуть впливати на експресію генів, пов'язаних з аутизмом, в інших частинах геному. (Зображення: Євгеній Ковальов через Getty Images)
«Ефект метелика» може допомогти пояснити, як активуються гени в ДНК, пов'язані з аутизмом. Нове дослідження показує, що завдяки цьому складному хвильовому ефекту мутації в генах, не пов'язаних з аутизмом, зрештою впливають на активність генів, пов'язаних з цим розладом.
Як це працює? ДНК містить генетичний матеріал, який називається промоторами, які по суті вмикають і вимикають гени. Оскільки ДНК скручена та згорнута у тривимірній формі, ці промотори можуть контролювати гени, розташовані далеко від них у послідовності ДНК. Іншими словами, якщо розтягнути всі згини в ДНК, промотор і гени будуть далеко один від одного, але введення складок у молекулу зближує їх. Промотор і гени, які він контролює, утворюють регуляторну «одиницю», яка називається топологічно асоційованим доменом (TAD).
Через цей складний механізм, людина, яка не має мутацій у генах, пов'язаних з аутизмом, все одно може розвинути розлад через мутації в інших частинах свого геному — у промоторах. Саме цю ідею досліджують у новому дослідженні, опублікованому в п'ятницю (26 січня) в журналі Cell Genomics.
Вам може сподобатися
-
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
-
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
Аутизм має високий рівень спадковості — за оцінками, від 40% до 80% випадків пов'язані з генами, що передаються у спадок. Однак аутизм також може бути спричинений мутаціями, які спонтанно виникають у ДНК.
Такі мутації нещодавно були виявлені в «некодуючих» ділянках ДНК, які складають близько 98,5% геному. Ці ділянки містять промотори та відомі як «некодувальні», оскільки вони не містять інструкцій для побудови білків, як гени.
Досі мало що було відомо про те, як мутації в некодуючій ДНК впливають на ймовірність розвитку розладу аутистичного спектру (РАС). Нове дослідження починає відповідати на це питання.
Автори дослідження проаналізували геноми понад 5000 людей з аутизмом, а також геноми їхніх братів і сестер, які не мали цього захворювання, і виконали роль групи порівняння. Команда спеціально шукала наявність не спадкових мутацій. Вони використовували спеціалізовані методи для фіксації 3D-конфігурації геному та визначення TAD-меж навколо генів, пов'язаних з аутизмом.
Команда виявила прямий зв'язок між аутизмом та механізмами регуляції генів, пов'язаними з TAD, зокрема TAD, які містять гени, відомо пов'язані з аутизмом.
Іноді зміна лише однієї «літери» або основи в коді ДНК була пов’язана з підвищеною ймовірністю аутизму, розповів Live Science в електронному листі старший автор дослідження доктор Ацуші Таката, дослідник Центру досліджень мозку Рікен у Японії.
Вам може сподобатися
-
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
-
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
«Результати показали, що навіть одна різниця в послідовності ДНК у ділянці, що не кодує білок, може впливати на експресію сусідніх генів», – сказав він, – «що, у свою чергу, може змінити загальний профіль експресії генів віддалених генів у геномі, що призводить до підвищеного ризику розвитку розладу аутистичного спектру».
Таката порівняв це з фізичним явищем, відомим як «ефект метелика», коли незначна зміна початкового стану складної системи має велике значення пізніше — наприклад, метелик махає крилами, а за кілька тижнів, за багато миль звідси, через місто проноситься торнадо. Так само ледь помітна мутація в промоторі може мати великий вплив на експресію генів в інших місцях.
В окремому експерименті на стовбурових клітинах людини дослідники індукували мутації в певних промоторах TAD за допомогою технології редагування генів CRISPR. Вони виявили, що одна мутація, яка знижує активність у промоторі, може призвести до змін в активності гена, пов'язаного з аутизмом, у межах того ж TAD. Це допомогло підтвердити їхні попередні висновки щодо людей.
«Це цікава стаття, яка намагається розширити наше розуміння внеску рідкісних, de novo [неспадкових] варіацій до ризику розвитку РАС в регіонах поза межами геному, що кодує білки», – сказав у електронному листі виданню Live Science доктор Даніель Рейдер, професор молекулярної медицини Пенсильванського університету, який не брав участі в дослідженні.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
—Підтверджено: Немає зв'язку між аутизмом та вакцинацією проти кору, навіть для дітей з «групи ризику»
— Ризик аутизму може зрости, якщо мати дитини має високий рівень впливу ДДТ
— Чи може марихуана лікувати аутизм? Ці клінічні випробування мають на меті з'ясувати
За словами Рейдера, ці висновки можуть мати потенційні терапевтичні наслідки. Наприклад, він припустив, що можуть існувати способи модулювати активність певних промоутерів, щоб одночасно регулювалося кілька генів, пов'язаних з аутизмом. Теоретично це може допомогти полегшити симптоми розладу аутистичного спектру (РАС).
За словами Такади, дослідники тепер сподіваються виявити інші типи некодуючих мутацій, які можуть впливати на ймовірність розвитку аутизму.
Ця стаття призначена лише для ознайомлення та не є метою надання медичних порад.
Ви коли-небудь замислювалися, чому деякі люди нарощують м’язи легше за інших, або чому веснянки з’являються на сонці? Надсилайте нам свої запитання про те, як працює людський організм, на адресу [email protected] з темою листа «Health Desk Q», і ви можете побачити відповідь на своє запитання на вебсайті!
Емілі Кук, навігація по соціальним мережам, штатний автор
Емілі — журналістка новин про здоров'я з Лондона, Велика Британія. Вона має ступінь бакалавра з біології Даремського університету та ступінь магістра з клінічної та терапевтичної неврології Оксфордського університету. Вона працювала в галузі наукової комунікації, медичного письма та місцевим репортером новин, одночасно проходячи навчання з журналістики NCTJ у News Associates. У 2018 році її було названо однією з 30 журналістів віком до 30 років, за якими варто стежити за версією MHP Communications. ([email protected])
Читати далі
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
«Епігенетична пам'ять» може допомогти пояснити, чому СПКЯ має тенденцію до спадковості
8 «гарячих точок» у геномі, пов’язаних з ME/CFS, у найбільшому дослідженні такого роду
Найкраща карта геному людини виявляє «приховані» ділянки ДНК
Найновіше в аутизмі
Згідно зі звітом CDC, рівень діагностики аутизму у дітей досяг рекордно високого рівня.
Розгадування головоломки аутизму шляхом поєднання емпатії з винагородою (коментаторська стаття)
Дослідження руху проливає нове світло на аутизм і мозок
Зв'язок між аутизмом та епілепсією (статтю-автор)
Адаптація лікарень для дорослих з аутизмом (статтю-коментатор)
Стовбурові клітини людини формують новий підхід до досліджень аутизму (статтю-коментатор)
Останні новини
3300-річний давньоєгипетський свисток, ймовірно, використовувався поліцейським, який охороняв «священне місце» царської гробниці.
Ви вже отримали цьогорічну вакцину від COVID?
Наукові новини цього тижня: NASA знайшла найкращі докази життя на Марсі, а вчені винайшли видимі кристали часу
Астрономи використовують рідкісний «подвійний зум», щоб роздивитися корону чорної діри з безпрецедентною деталізацією
350-річна муміфікована голова з Болівії не така, якою здається
«Майже як наукова фантастика»: європейська мураха — перша відома тварина, яка клонувала представників іншого виду
ОСТАННІ СТАТТІ
Нове тривожне дослідження показує, що штучний інтелект може використовувати онлайн-зображення як бекдор у ваш комп'ютер
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type_news,exclude-from-syndication,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
