刊登在《美国人类遗传学杂志》上某国际研究小组的一项研究发现,人类基因cwc27的突变可导致一系列临床病症,包括视网膜变性以及颅面和骨骼发育问题等。
贝勒医学院分子与人类遗传学副教授陈瑞(音译)博士说:“cwc27是一种新发现的疾病相关基因。”
陈瑞实验室的目标之一是确定与人类视网膜疾病相关的基因,如视网膜色素变性,这种眼疾可在2岁发病,并可逐渐发展为夜盲症和管状视野。视网膜色素变性是最常见的遗传性视网膜疾病,每4000人中就有一例病患,这种不可治愈的眼疾导致全球100多万人产生视力障碍。
陈瑞实验室的分子和人类遗传学研究生许明楚(音译)说:“在我们寻找视网膜色素变性相关基因的过程中,两年多前我们确定了一名患有该眼疾的病人,我们在cwc27中发现了一个移码突变。除视力问题外,病人没有其它症状。为了研究该疾病,我们在小鼠模型中模拟了这种人类基因突变,小鼠在6个月大时表现出视网膜变性,此外别无症状,这与我们在人类患者中观察到的如出一辙。”
cwc27是100多个参与剪接体形成和发挥作用的基因之一,是对执行人体内所有细胞功能的蛋白质进行正确表达的一种分子机器。到目前为止,大多数疾病相关的剪接体基因已经涉及两种非重叠症状。例如,某些剪接体的蛋白质突变会引起颅面和骨骼疾病相关的综合征,而其他剪接体的基因突变则只会导致视网膜色素变性。cwc27似乎属于第二类基因。
惊喜发现
许明楚说:“有趣的是,与我们合作的该论文共同资深作者,瑞士眼科研究所所长丹尼尔·斯考德瑞特(音译)博士所研究的cwc27突变患者,其临床情况比我们的患者更严重,除视力问题外,还伴有颅面和骨骼等问题。”
陈瑞说:“当我们观察所有病人的临床表现时,我们没有料到他们会携带相同基因的突变。只有在我们对该基因进行观察之后,我们才明白,是cwc27这同一种基因不同形式的突变才造成了病人一系列的临床表现。”
通过将外显子组测序应用于多个家族,并在两个小鼠模型中对疾病进行建模,研究人员这才得以了解同一基因中不同突变可能导致的一系列临床症状。
许明楚说:“我们首次阐明了剪接体中一个基因的一种突变如何引起一整套系列的临床症状。为了解释我们的患者为何仅出现视力问题,我们假定他们的cwc27突变比其他患者更为轻微,通过分析小鼠模型的结果和患者样本,我们发现我们患者的突变基因可能保留了残留功能,而其他组患者基因的功能丧失则更为严重。”
许明楚还表示:“该研究还展示出遗传学界在寻找最新疾病相关基因的过程中合作所显示出的力量。最初,我们只确定了一名患者,然后通过genematcher和欧洲视网膜疾病联盟这两个平台收集了更多的病例。如果没有来自9个国家研究者的贡献,我们就不会获得这项有趣的发现。随着更多的患者和研究人员可以使用外显子组测序,这些平台对人类疾病遗传病因的发现进程可能会不断加快。”