Neuron：外显子测序发现新的渐冻人基因

Neuron：外显子测序发现新的渐冻人基因 长沙家教中心 长沙家教网 cs.jiajiao580.cn asd 近日，科学家利用一种创新的外显子组测序策略发现，TUBA4A——编码TubulinAlpha4A蛋白质的基因，与家族性肌萎缩性侧索硬化症(ALS)有关。外显子组测序与全基因组测序形成对照，只测定基因组中的蛋白质编码基因，可能是确定致病基因突变一种有效而经济合算的策略。 最近，由美国马萨诸塞大学医学院(UMMS)JohnLanders博士带领的一个国际科学家小组，利用一种创新的外显子组测序策略发现，TUBA4A——编码TubulinAlpha4A蛋白质的基因，与家族性肌萎缩性侧索硬化症(ALS，一种致命的神经系统疾病，也被称为葛雷克氏症)有关。相关研究结果发在2014年10月22日的国际权威学术期刊《神经元》(Neuron)。 外显子组测序与全基因组测序形成对照，只测定基因组中的蛋白质编码基因，可能是确定致病基因突变一种有效而经济合算的策略。然而，外显子组测序的应用可能是有限的，因为所有人都携带许多罕见遗传变异，这些遗传变异并不引起疾病，无非是正常的遗传背景噪声。分离致病遗传变异，需要来自受影响家庭中多个人的DNA才能够成功。对于迟发性疾病如ALS，在一个单独家庭中找到足够的患者进行测序，往往是不可能的。 为了克服这一限制，Landers和他的同事，在363名家族性ALS患者中，进行了全外显子组扫描，每名患者的家庭中都有一名成员患有此病。研究人员对这些患者基因组中的每个编码基因进行了，然后他们寻找罕见、有害突变的模式，与一般人群相比，这些突变似乎更频繁地出现在ALS患者中。 UMMS神经学教授Landers称:“我们中的每一个人都携带罕见突变，这些突变使疾病相关基因的识别变得困难。通过分析我们患者中每一个基因的突变率，并将它们与一般人群进行比较，我们能够表明，TUBA4A基因在患者中具有高频率的突变。” Landers及其同事进一步实验发现，事实上，TUBA4A基因突变与ALS有关。TUBA4A编码TubulinAlpha4A蛋白质，存在于所有人体组织，其在大脑中具有最高的表达水平。在神经细胞中，TUBA4A负责将来自细胞一部分的关键构建模块，转移到另一部分。特别是，TUBA4A可帮助构建微管网络——神经细胞的一个最重要结构组件。Landers及其同事发现，突变的TUBA4A蛋白，通过削弱整个微管网络，对神经元是有害的。 Landers说:“这表明了识别可引起ALS的更为罕见突变的重要性，因为它们可能指向常见通路，这些通路改变会引发运动神经元死亡。TUBA4A是与ALS有关的几个细胞骨架基因的其中一个。这使我们更加认识到，细胞骨架的结构和动力学，可能在疾病的发展过程中发挥重要的作用。” ALS是一种渐进性神经退行性疾病，影响中枢神经系统的运动神经元。当运动神经元死亡时，大脑往身体肌肉发送信号的能力就被破坏。这会导致肌肉自主运动丧失、瘫痪、最终呼吸衰竭。大多数ALS病例的原因是未知的。大约10%的病例是遗传性的。虽然UMMS和其他机构的研究人员已经确定了几个可引起遗传性或家族性ALS的基因，但是这些病例中有近三分之一遗传原因是未知的。 Landers说:“从ALS研究团队，到通过大型国际合作(如本研究)测定数以千计患者的基因组，所开展的不断努力，将是确定新的致病基因和通路的一个宝贵资源，这些新基因和通路可能是治疗性干预的靶标。”