Persönliche Gesundheit

Unterschiedliche Mutationen in einem einzigen gen anrichten kann viele Arten von Chaos im Gehirn-Zellen

Berg Sinai-Forscher haben herausgefunden, dass unterschiedliche Mutationen in einem einzigen gen kann, haben unzählige Auswirkungen auf die Gesundheit einer person, was darauf hindeutet, dass gen-Therapien können mehr tun müssen, als nur ergänzen Sie die fehlenden oder dysfunktionalen protein das gen soll, zu codieren, laut einer Studie, veröffentlicht in Nature Genetics im November.

„Sie müssen vollständig verstehen, die mutation zu verstehen, wie es zu lösen ist“, sagte Kristen Brennand, Ph. D., Außerordentlicher Professor von Genetik und von Genomischen Wissenschaften, Neurowissenschaften und Psychiatrie an der Icahn School of Medicine at Mount Sinai, und zusammen mit Fang Gang, Ph. D., Außerordentlicher Professor von Genetik und von Genomischen Wissenschaften, einer der leitenden Autoren der Studie. Die beiden Forscher „wurde die Zusammenarbeit für sieben Jahre auf mehrere Projekte zu kombinieren, die unser Expertenwissen in der Biologie und informatik“, sagte Dr. Fang.

Die Zusammenarbeit entstand aus Dr. Brennand Interesse an der Funktion des Gens neurexin-1, oder NRXN1, bei psychiatrischen Erkrankungen und Dr. Fang das Technologie-know-how in der Anwendung von ausgeklügelten Techniken für die Analyse von verschiedenen Formen der einzelnen Gene. Viel Arbeit wurde unter Leitung von Zhu Shijia, Ph. D., bisher postdoctoral fellow in Dr. Fang Labor, und Erin Flaherty, Ph. D., ein ehemaliger student im Aufbaustudium in Dr. Brennand ‚ s lab.

Patienten mit Schizophrenie, Autismus und bipolare Störung manchmal tragen Mutationen in NRXN1. Bis jetzt, NRXN1 „weitgehend studiert worden, nur bei Mäusen. Und, aus die Maus-Studien, wir wissen, es gibt über 300 Spleiß-Isoformen,“ sagte Dr. Brennand. „Das bedeutet, dass dieses eine gen macht 300 verschiedene Proteine in der Maus.“

Das team dargelegt, um zu verstehen, wie NRXN1-Funktionen in typischen menschlichen Neuronen, und wie die verschiedenen Mutationen könnte Auswirkungen auf die zelluläre Funktion.

Dr. Brennand und Ihr team begannen mit der Haut-Proben von mehreren Patienten am Mount Sinai Hospital, die hatte psychische Gesundheit Diagnosen und durchgeführten mutierte Formen des Gens. Sie verwendet diese Proben, als auch Proben, die von den Teilnehmern ohne diese Diagnosen, zur Kultur menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs)—Zellen mit der Fähigkeit zu wachsen-in jede Zelle im Körper.

Die Zellen wurden dann induziert, um wachsen zu Neuronen. In den Zellen, kam aus Patienten mit Mutationen in NRXN1, die Wissenschaftler verwiesen Unterschiede in der Form und die elektrische Aktivität der Nervenzellen als auch die Zinssätze, zu denen Sie gereift sind.

Aber das war noch nicht alles. Alle Menschen haben zwei Kopien des Gens. Wenn eine mutation vorhanden ist, ist es in der Regel nur in einer dieser Kopien. Die normalen, unmutated gen produziert immer noch das gesunde protein, aber die mutierte Kopie ist nicht in der Lage zu produzieren Proteine, Bedeutung der einzelnen produziert weniger protein als notwendig für die normale Funktion. Die Forscher nahmen an, dass die Einführung von mehr gesunde protein-würde Rettung der Neuronen, aber das war nicht immer der Fall.

Einige Mutationen verursachen die zweite Kopie des Gens zu produzieren, eine separate, mutierte version des proteins. Die Forscher fanden heraus, dass diese mutierten Proteine beeinträchtigen die Wirkung des gesunden proteins. Das team fand heraus, dass auch Zellen, die produzieren können, reicht der gesunde protein, die Sie haben sollten, normal würde darunter leiden, wenn Sie waren auch ausgesetzt, um eine mutierte form des proteins und Mutationen führte zu verschiedenen Problemen.

„Funktional, diese mutierten Proteine scheinen einen dominant negativen Effekt“, sagte Dr. Brennand. „Die überexpression der einzelnen Mutanten-protein in gesunden Nervenzellen ist genug, um zu bewirken, dass Sie Feuer unregelmäßig.“

Die Studie war klein, und die gen-Varianten die team untersuchten, sind selten. In der Zukunft wird es wichtig sein, um herauszuarbeiten, wie genau die Varianten, die Einfluss-Funktion: tun Entwicklungs-Störungen führen, um später Unterschiede in der Aktivität oder vice versa? Aber sowohl Dr. Brennand und Dr. Fang betonte, dass die gesamte Meldung ist von entscheidender Bedeutung für jeden in der Hoffnung zu verwenden, die Genetik zu Personalisieren Medizin.