挖掘自闭症的大数据线索

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克里斯蒂娜·麦考斯兰(Christianna McCausland)和劳拉·桑顿(Laura Thornton)著

想象一下在未来的某个时候,一个孩子被诊断出患有自闭症谱系障碍,也就是自闭症谱系障碍.医生采集孩子的DNA样本,并将结果送到实验室。几天之内,孩子的医生不仅知道孩子的哪些基因有与自闭症相关的突变,还知道这些突变的“开关”在哪里。医生开出了一种治疗方法来修复基因突变,孩子的神经系统发育正常。

这听起来可能有些牵强,但总有一天这是可能实现的。为了做到这一点,医生和研究科学家需要比目前更多地了解与自闭症相关的突变。自闭症谱系障碍的基因数据非常缺乏。

乔纳森博士Pevsner决心帮助解决这个问题。研究员狗万体育官方app下载他最近发表了一项大规模的生物信息学研究,在他和他的同事专门为这项任务设计的数据分析软件工具的帮助下,分析了之前收集的近10000名自闭症患者(包括2400名儿童和他们的家庭成员)的DNA数据。

与之前的观察结果一致,佩夫斯纳博士的研究发现了数千种与自闭症相关的新突变。佩夫斯纳博士解释说,在个体的母亲或父亲中没有发现新生突变,因此,作为疾病的可能催化剂,引起了人们极大的兴趣。

佩夫斯纳博士和他的合著者唐纳德·弗里德(Donald Freed)(当时是佩夫斯纳博士实验室的一名研究生)还发现了数百种与自闭症相关的“马赛克”突变,此前从未被发现过。镶嵌突变发生在一个人的发展过程中,在他或她出生之前或之后。它们既不是遗传的,也不是在身体的每个细胞中都能找到的——在发生突变的发育阶段越晚,发生突变的细胞就越少。

虽然马赛克风格的人的细胞并不完全相同,但这些细胞却完美地结合在一起形成了一个人——就像罗马马赛克的彩色瓷砖组成了一幅画一样。佩夫斯纳博士说,镶嵌现象可以解释,为什么在一些同卵双胞胎中,一个有自闭症,另一个没有。

自然地,“寻找这些嵌合突变,”佩夫斯纳博士说,“就像在百万个大海捞针。”到目前为止,他只搜索了血液DNA样本。他说,基于大脑的DNA样本可能产生更多的突变。

镶嵌也会导致斯特奇-韦伯综合症,佩夫斯纳博士和他的同事安妮·科米(安妮·科米是肯尼迪·克里格的亨特·纳尔逊·斯特奇-韦伯中心的主任)几年前发现。这种综合征的特点是脸上有一个很大的胎记,它可以导致中风和癫痫。自这一发现以来,克里格基金会的研究人员一直在研究治疗儿童综合症的方法。

识别和发现更多与ASD相关的突变、嵌合和其他,最终可以导致精确的药物治疗——就像目前正在开发的针对斯特奇-韦伯综合征儿童的治疗——专门为ASD儿童设计的治疗。

“为了对抗自闭症并取得进展,我们需要知道我们在处理什么,”佩夫斯纳博士说。“我们的研究有助于解开自闭症这个大谜团。”

要了解更多关于Kennedy Krieger的自闭症倡议,请访问肯尼迪·克里格的自闭症网站或者是自闭症及相关疾病中心

请阅读佩夫斯纳博士在《公共科学图书馆遗传学》上的文章ASD-related突变.阅读更多关于他的工作马赛克和大脑疾病发表在《科学》杂志上.想了解更多关于佩夫斯纳博士的研究,请访问他的网站实验室的网站