科学家鉴别出引发癫痫症新的遗传原因

2019年12月20日 讯 /生物谷BIOON/ --日前，两篇发表在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自澳大利亚沃尔特与伊丽莎研究所等机构的科学家们通过研究发现，两种新的基因突变或会诱发一种罕见的癫痫症，相关研究为全球科学家们几十年的努力研究做出了巨大贡献。

同时，研究人员还追踪了一种基因突变的起源，即一种5000多年前就已经存在的能够进行自发突变的基因，研究者开发出了一种新技术，其能对样本（即使小型样本群体）中称之为“重复性扩展”的特殊突变进行检测，同时还能够追踪这些突变祖先的起源。

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重复性问题

家族性成人肌阵挛性癫痫（FAME，Familial adult myoclonic epilepsy）是一种罕见形式的癫痫症，其具有家族遗传性，而且通常始于个体20岁或30岁时，通常是由一种主要的基因突变所引发，这就意味着，即使在普通人群中很少见，但患病父母的孩子有50/50的概率会遗传该疾病，FAME有多种亚型，即FAME1、FAME2、FAME3和FAME4。

研究人员进行了20多年的全球努力，目的在于寻找诱发这些癫痫症的遗传原因，如今研究人员发现，基因STARD7和MARCH6的突变会分别诱发FAME2和FAME3。基因突变是一种称之为重复扩展的不寻常的类型，重复性扩展通常与神经系统疾病发生直接相关，包括亨廷顿氏症、共济失调、自闭症和FAME。研究者Rafehi说道，阐明诱发这些障碍的遗传原因或能帮助研究人员通过重复性扩展来诊断FAME患者和其它神经系统疾病的患者。

遗传诊断对于患者非常重要，因为其能够给出患者诊断结果并能帮助开发潜在的治疗手段。研究者表示，首次怀疑患有FAME的家庭可以转诊进行检测，并有很高的机会获得改变一生且确定的遗传诊断。

长达数十年的奥秘

如今研究人员开发出了高度特异性的生物信息学工具来识别这种重复性扩张，这或许能够使得他们成为研究这种罕见疾病的先驱；研究者Bennett表示，全球的研究花费了20多年的时间在澳大利亚和全球家庭中寻找诱发FAME的基因突变，在过去的研究中，研究人员确定了FAME的遗传原因，同时还发现了该疾病是由重复性扩展所引起；检测DNA中的重复性扩展非常困难，为此，研究人员开发了一种名为exSTRa (扩展短串联重复算法，expanded short tandem repeat algorithm)的工具，来在整个基因组中寻找重复性扩展，即使对于小型的数据库也同样适用，这一点非常重要，因为标准的分析方法并不能够检测到DNA中的重复性扩展，因此其作为诱发疾病的原因，常常会被忽视。

研究人员利用exSTRa工具就能够识别出家族性FAME患者机体中发生突变的基因；研究者Bennett说道，很多患者往往会等待很多年才知道自己的病因，即使其已经有了后代。识别出与FAME相关的基因或许对于深入理解该病的发病机制非常重要，基于本文研究结果，研究人员或许最终有望开发出FAME患者的诊断和治疗方法。

一个老生常谈的问题

研究者Rafehi表示，我们开发的软件能够帮助研究人员追踪MARCH6突变的遗传家族树，通过对比该突变周围的DNA序列，我们发现，所有FAME3亚型患者均携带着相同的MARCH6突变，这就表明其或许都是远亲，如今研究人员就能够推断出MARCH6突变的年龄，而且FAME3或许始于253代以前欧洲人群机体中单一自发的突变，即大约5000多年前。研究者推测，这种基因突变的年龄或许并不仅仅是一个好奇的问题，其还能够提供关于疾病和其传播模式相关的重要信息。

本文研究结果表明，MARCH6基因突变或许并不常见，而且其不太可能会独立出现；FAME3可能仅限于欧洲人群，而诸如FAME1等其它形式则是亚洲人群所独有的；目前研究人员发布了一个网站，其能帮助全球各地的科学家们利用研究者所开发的算法来研究其所感兴趣的基因，从而帮助发现更多遗传性疾病的原因和传播机制。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】New genetic cause of epilepsy found

by Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research

【2】Rahel T. Florian, Florian Kraft, Elsa Leitão, et al. Unstable TTTTA/TTTCA expansions in MARCH6 are associated with Familial Adult Myoclonic Epilepsy type 3， Nature Communications (2019). DOI： 10.1038/s41467-019-12763-9

【3】Mark A. Corbett et al. Intronic ATTTC repeat expansions in STARD7 in familial adult myoclonic epilepsy linked to chromosome 2， Nature Communications (2019). DOI： 10.1038/s41467-019-12671-y