单个基因的不同突变可对人的健康产生无数影响

西奈山的研究人员发现，单个基因的不同突变可能对人的健康产生无数影响，这表明基因疗法可能需要做的不仅仅是补充该基因应该编码的缺失或功能异常的蛋白质。于11月在《自然遗传学》上发表。

西奈山伊坎医学院遗传与基因组科学，神经科学和精神病学副教授克里斯汀·布雷南德(Kristen Brennand)博士和Gang Fang表示：“您必须充分理解该突变才能理解其修复方法。”博士，遗传学和基因组科学副教授，该研究的主要作者之一。方博士说：“两位研究人员已经在多个项目上进行了七年的合作，这些项​​目结合了我们在生物学和信息学方面的互补专业知识。”

这项合作源自Brennand博士对神经疾病神经病基因Neurexin-1或NRXN1的兴趣，以及方博士利用复杂技术分析不同形式的单个基因的技术专长。大部分工作由曾在方博士实验室做博士后的朱世佳博士和曾在布雷南德博士实验室做过研究生的艾琳·弗拉赫蒂(Erin Flaherty)博士领导。

精神分裂症，自闭症和躁郁症患者有时会在NRXN1中携带突变。Brennand博士说，到目前为止，“ NRXN1仅在小鼠中进行了研究。从小鼠研究中，我们知道有300多种剪接同工型。”“这意味着该基因在小鼠体内产生300种不同的蛋白质。”

研究小组着手了解NRXN1如何在典型的人类神经元中起作用，以及不同的突变如何影响细胞功能。

Brennand博士及其团队从西奈山医院几名患者的皮肤样本开始，他们进行了心理健康诊断并携带了该基因的突变形式。他们使用了这些样本以及未经诊断的参与者样本来培养人类诱导的多能干细胞(hiPSC)，这些细胞具有生长到体内任何细胞的能力。

然后诱导细胞生长成神经元。在来自NRXN1突变患者的细胞中，科学家指出了神经元的形状和电活动以及它们成熟的速率存在差异。

但这还不是全部。所有人都有该基因的两个副本。如果存在突变，则通常仅在这些拷贝之一中。正常的，未突变的基因仍会产生健康的蛋白质，但突变的拷贝无法产生任何蛋白质，这意味着该个体产生的蛋白质少于正常功能所需的蛋白质。研究人员认为，引入更多的健康蛋白质可以拯救神经元，但并非总是如此。

一些突变会导致该基因的第二个拷贝产生该蛋白的单独的突变版本。研究人员发现，这些突变的蛋白质可能会干扰健康蛋白质的作用。研究小组发现，即使能够产生足够健康蛋白质的细胞，如果它们也暴露于这种蛋白质的突变形式，它们也会遭受痛苦-而且不同的突变导致不同的问题。

从功能上讲，这些突变蛋白似乎具有主要的负面作用。在健康的神经元中单个突变蛋白的过度表达足以导致它们不规则地发射。”

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