一個(gè)SNP可引發(fā)脆性X綜合征
日期:2014-09-03 09:10:10
脆性X染色體綜合征是一種X連鎖智力低下疾病。在X染色體長(zhǎng)臂末端有一脆性部位(即細(xì)絲部位),且經(jīng)G帶證實(shí)。其臨床表現(xiàn)為智力低下,以男性患者顯著,并有語(yǔ)言障礙及行為異常,表現(xiàn)語(yǔ)言遲緩、單調(diào)、多言、孤獨(dú)、膽小。男性患者有巨睪特征,少數(shù)患者在青春期前即有大睪丸出現(xiàn),可伴有過(guò)度伸直的指關(guān)節(jié)、大手、大足及皮紋異常。
此癥是造成智障的第二大原因,僅次于唐氏綜合征。唐氏癥有95%并非遺傳所造成,但此癥卻是一種遺傳性疾病。此癥的遺傳模式比較特殊。一般正常女性染色體為XX,男性則為XY,若1個(gè)X染色體異常,女性可以在另一個(gè)正常X染色體保護(hù)下變成隱性,而男性會(huì)因?yàn)槿狈ΡWo(hù)而顯現(xiàn)癥狀,這也就是為何女性攜帶率高,癥狀卻更容易反應(yīng)在男性身上。
最近,研究人員揭示了一個(gè)單核苷酸(DNA的基本構(gòu)建模塊)的改變?nèi)绾慰梢砸l(fā)脆性X綜合征。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《細(xì)胞生物學(xué)雜志》(Journal of Cell Biology)。
脆性X綜合征是由X染色體上稱為FMR1的一個(gè)基因的缺陷引起,該基因在1991年被證明,由于其CGG重復(fù)過(guò)度擴(kuò)增,導(dǎo)致不正常的甲基化,因此,無(wú)法正常產(chǎn)生FMR-1基因所編碼的蛋白(FMRP)。大約1/230的女性和1/360的男性攜帶一個(gè)所謂的前突變,其中FMR1基因一端的一系列DNA重復(fù)序列比正常序列明顯更長(zhǎng)。
正常情況下,FMR1基因很穩(wěn)定的由親代傳給子代。此癥患者的FMR1基因出現(xiàn)三核甘酸CGG重復(fù)擴(kuò)增次數(shù)異常。當(dāng)FMR-1基因CGG數(shù)低于54時(shí),會(huì)穩(wěn)定地遺傳給子代;在55-200之間,則稱之為前突變(pre-mutation),其本身并無(wú)癥狀,但由女性傳遞給子女時(shí),可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)增CGG,達(dá)到全突變(full-mutation),即CGG大于200,甚至數(shù)千次之多,而導(dǎo)致子女罹患此癥。
來(lái)自美國(guó)葉史瓦大學(xué)Albert Einstein醫(yī)學(xué)院的一組研究人員以前發(fā)現(xiàn),位于FMR1基因附近、啟動(dòng)DNA復(fù)制的某一位點(diǎn),在脆性X綜合征患者胚胎干細(xì)胞中是失活的。這種失活可改變FMR1基因在細(xì)胞分裂過(guò)程中的復(fù)制方式,這可能會(huì)引起一些問(wèn)題,導(dǎo)致DNA重復(fù)序列在基因內(nèi)擴(kuò)增。
有趣的是,靠近FMR1基因的DNA序列的一個(gè)特定變化——一個(gè)“單核苷酸多態(tài)性”或SNP,與一些前突變攜帶者的重復(fù)擴(kuò)增風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。這些研究人員發(fā)現(xiàn),這個(gè)SNP與脆性X綜合征患者胚胎干細(xì)胞中的不活躍復(fù)制原點(diǎn)重疊。
DNA中的核苷酸包括四個(gè)堿基中的一個(gè)(腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或鳥(niǎo)嘌呤)。研究人員發(fā)現(xiàn),正常人的胚胎干細(xì)胞在SNP位點(diǎn)上有一個(gè)胸腺嘧啶和一個(gè)活躍的復(fù)制起點(diǎn)。相反,脆性X綜合征患者胚胎干細(xì)胞有一個(gè)胞嘧啶堿基和一個(gè)失活的起點(diǎn)。研究人員還生成了來(lái)自攜帶脆性X前突變的母親的胚胎干細(xì)胞。這些細(xì)胞有一個(gè)胸腺嘧啶和一個(gè)正常的復(fù)制模式,因此,沒(méi)有表現(xiàn)出隨時(shí)間擴(kuò)大重復(fù)數(shù)的趨勢(shì)。
研究結(jié)果表明,當(dāng)FMR1基因從母親傳給孩子時(shí),以胞嘧啶替代胸腺嘧啶可能會(huì)抑制DNA復(fù)制起點(diǎn),從而增加了的DNA重復(fù)擴(kuò)增的風(fēng)險(xiǎn),這會(huì)導(dǎo)致脆性X綜合征。






