Мутация гена IQSEC1 связана с появлением умственной отсталости

Раньше требовалось несколько лет, а иногда и десятилетия, чтобы однозначно определить гены, вызывающие очень редкие заболевания. Сейчас генетики, изучающие человека, и биологи, изучающие мух и мышей, часто работают вместе, соединяя результаты своих работ. Это значительно ускорило темпы изучения редких заболевания и их генетических причин. Это касается и случаев умственной отсталости, от которой страдают почти 200 миллионов человек по всему миру. Тем не менее, мало что известно о причинах развития данного заболевания.

В эксперименте участвовали пять человек из двух не связанных между собой семей из Пакистана и Саудовской Аравии. Все участники имели похожие клинические симптомы: умственную отсталость, задержки в развитии, низкий рост, потерю речи, низкий мышечный тонус и, в некоторых случаях, судороги и агрессивное поведение. Анализ экзом пациентов показал, что они несут мутации в гене IQSEC1. Это первое исследование, определяющее мутации в IQSEC1, вызывающие нарушения в нервной системе.

Все участники имели родителей, которые являются родственниками, и унаследовали две дефектные копии IQSEC1, по одной от каждого родителя. Они в свою очередь продуцировали измененные белки. Ученые обратились к плодовым мухам, чтобы выяснить, были ли мутации в IQSEC1 причиной умственной отсталости и других симптомов, наблюдаемых у участников. Они генетически сконструировали мух с отсутствием гена, подобного человеческому IQSEC1. Затем они проверили, может ли человеческий IQSEC1 заменить потерянный подобный ген у мух.

Было обнаружено, что нормальные версии белка IQSEC1 человека могут частично заменять потерю удаленного гена у мух, в то время как дефектные формы IQSEC1, обнаруженные у пациентов, не могут. Кроме того, потеря гена привела к тому, что у эмбрионов мертвой плодовой мухи с серьезными дефектами в нейронных сетях нарушалось развитие аксонов и дендритов, обеспечивающих структурные связи между соседними нейронами. Подобные результаты были получены и в исследованиях с мышами. Грызуны с дефектным ветвлением нейронов имели замедленное развитие и некоторые неврологические состояния, включая умственную отсталость, аутизм и судороги.

Фото: pixabay.com