“蝴蝶效应”可以解释自闭症的一些遗传原因

一项新的研究表明，有助于控制基因活性的基因组区域的突变可能会影响自闭症的发展。

“蝴蝶效应”可能有助于解释 DNA 中与自闭症相关的基因是如何开启的。一项新的研究表明，通过这种复杂的连锁反应，与自闭症无关的基因突变最终会影响与自闭症相关的基因的活动。 

这是如何运作的？ DNA 含有称为启动子的遗传物质，其本质上是打开和关闭基因。由于 DNA 以 3D 形状扭曲和卷曲，因此这些启动子可以控制 DNA 序列中远离它们的基因。换句话说，如果你拉伸DNA中的所有扭结，启动子和基因就会相距很远，但在分子中引入折叠会使它们靠得更近。启动子及其控制的基因形成一个称为拓扑相关结构域 (TAD) 的调节“单元”。 

由于这种复杂的机制，与自闭症相关的基因没有突变的人仍然可能由于基因组其他地方（启动子）的突变而患上这种疾病。这是周五（1 月 26 日）《细胞基因组学》杂志上发表的新研究探讨的想法。 

自闭症具有高度遗传性——据估计，40% 到 80% 的病例与家族遗传的基因有关。然而，自闭症也可能是由DNA自发产生的突变引起的。 

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最近在DNA“非编码”区域中发现了此类突变，该区域约占基因组的98.5%。这些区域包括启动子，被称为“非编码”区域，因为它们不包含像基因那样构建蛋白质的指令。 

到目前为止，对于非编码 DNA 突变如何影响某人患自闭症谱系障碍 (ASD) 的可能性，人们知之甚少。这项新研究开始解决这个问题。 

研究作者分析了 5000 多名自闭症患者的基因组，以及他们没有患有自闭症的兄弟姐妹的基因组，并将其作为对照组。该团队专门寻找非遗传突变的存在。他们使用专门的技术来捕获基因组的 3D 配置，并定义与自闭症相关的基因周围的 TAD 边界。 

研究小组发现自闭症和 TAD 相关基因调控机制之间存在直接关联，特别是含有已知与自闭症相关基因的 TAD。

有时，仅改变 DNA 代码中的一个“字母”或碱基就会增加患自闭症的可能性，资深研究作者 Dr.日本理研脑科学研究中心的研究员 Atsushi Takata 在一封电子邮件中告诉 Live Science。 

“结果表明，非蛋白质编码区域中 DNA 序列的一个碱基差异就可以影响附近基因的表达，”他说，“这反过来又可以改变基因组中远处基因的整体基因表达谱，导致自闭症谱系障碍（ASD）风险增加。” 

高田将其比作一种被称为“蝴蝶效应”的物理现象，即复杂系统初始状态的微小变化会在以后产生巨大的变化——例如，一只蝴蝶扇动翅膀，几周后，它就飞到了数英里之外。 ，龙卷风席卷了一座城镇。同样，启动子中的细微突变也可能对其他地方的基因表达产生重大影响。

在人类干细胞的另一项实验中，研究人员使用 CRISPR 基因编辑技术诱导特定 TAD 启动子发生突变。他们发现，降低启动子活性的单一突变可能会导致同一 TAD 内与自闭症相关的基因的活性发生变化。这有助于验证他们早期在人体中的发现。 

“这是一篇有趣的论文，试图加深我们对蛋白质编码基因组以外区域罕见的从头[不可遗传]变异对自闭症谱系障碍风险的贡献的理解。”宾夕法尼亚大学分子医学教授丹尼尔·雷德（Daniel Rader）没有参与这项研究，他在一封电子邮件中告诉《生活科学》。 

雷德说，这些发现可能具有潜在的治疗意义。例如，他建议，可能有办法调节特定启动子的活性，以便同时调节多个与自闭症相关的基因。他说，从理论上讲，这可能有助于缓解自闭症谱系障碍的症状。 

高田说，研究人员现在希望找出其他类型的非编码突变，这些突变可能会影响某人患自闭症的可能性。 

本文仅供参考，并不旨在提供医疗建议。