Les mutations en « camelote » ADN peuvent entraîner l'autisme, expositions d'étude

Les techniques d'artificial intelligence d'admission des fonds de tiers, chercheurs ont expliqué que les mutations en soi-disant « camelote » ADN peuvent entraîner l'autisme. L'étude, 27 mai publié en génétique de nature, est la première pour lier fonctionellement de telles mutations à l'état neurodevelopmental.

La recherche a été aboutie par Olga Troyanskaya en collaboration avec Robert Darnell. Troyanskaya est directeur adjoint pour la génomique au centre de l'institut de fer à repasser pour la bio-informatique (CCB) à New York City et un professeur de l'informatique à l'Université de Princeton. Darnell est le professeur de Robert et de Harriet Heilbrunn de la biologie de cancer à l'université de Rockefeller et à un chercheur au Howard Hughes Medical Institute.

Leur équipe avait l'habitude l'apprentissage automatique pour analyser les génomes entiers de 1.790 personnes avec l'autisme et leurs parents et enfants de mêmes parents inchangés. Ces personnes n'ont eu aucun antécédents familiaux d'autisme, signifiant que l'origine génétique de leur état était probablement des mutations spontanées plutôt que des mutations héritées.

L'analyse a prévu les ramifications des mutations génétiques dans les parties du génome qui ne codent pas des protéines, régions souvent mischaracterized en tant que « camelote » ADN. Le nombre de cas d'autisme liés aux mutations noncoding était comparable au nombre de cas liés aux mutations de protéine-codage qui désactivent la fonction des gènes.

Les implications du travail s'étendent au delà de l'autisme, Troyanskaya dit. « C'est la première démonstration claire des mutations non-héritées et noncoding entraînant la n'importe quelle maladie ou trouble humaine complexe. »

Les scientifiques peuvent appliquer les mêmes techniques employées dans l'étude neuve pour explorer les mutations noncoding de rôle jouent dans les maladies telles que le cancer et la cardiopathie, indique le co-auteur Jian Zhou d'étude de CCB et de Princeton. « Ceci active un point de vue neuf sur la cause pas simplement de l'autisme, mais beaucoup de maladies humaines. »

Seulement des 1 à 2 pour cent du génome humain se composent des gènes qui codent les modèles pour effectuer des protéines. Ces protéines effectuent des tâches dans tous nos fuselages, tels que les taux de sucre sanguin de réglementation, des infections de combat et des transmissions d'envoi entre les cellules. Les 98 autre pour cent de notre génome ne sont pas poids mort génétique, cependant. Les régions noncoding aident à régler quand et où les gènes effectuent des protéines.

Les mutations dans des régions de protéine-codage représentent tout au plus 30 pour cent de caisses d'autisme dans les personnes sans antécédents familiaux d'autisme. La preuve a proposé que cela autisme-entraîner des mutations doive se produire ailleurs dans le génome aussi bien.

L'exposition que les mutations noncoding peuvent entraîner de l'autisme est délicate. Une personne unique peut avoir des douzaines de mutations noncoding, plus dont soyez seul à la personne. Ceci rendent l'approche traditionnelle de recenser des mutations courantes parmi les populations affectées non viable.

Troyanskaya et ses collègues ont adopté une approche neuve. Ils ont formé un modèle d'apprentissage automatique pour prévoir comment une séquence donnée affecterait l'expression du gène.

C'est une variation en pensant aux études génétiques que nous introduisons avec cette analyse. En plus des scientifiques étudiant des mutations génétiques partagées en travers de grands groupes de personnes, ici nous appliquons un ensemble d'outils intelligents et sophistiqués qui nous indiquent ce que n'importe quelle mutation spécifique va faire, même ceux qui sont rares ou jamais non avant observés. »

Chandra Theesfeld, un scientifique de recherches dans le laboratoire de Troyanskaya chez Princeton

Les chercheurs ont étudié la base génétique de l'autisme en appliquant le modèle d'apprentissage automatique à un trésor des caractéristiques génétiques appelées le ramassage de simplex de Simons. La fondation de Simons, l'organisation mère de l'institut de fer à repasser, produites et met à jour le dépôt. La simple collection de Simons contient les génomes entiers presque de 2.000" des quartets » composés d'un enfant avec l'autisme, un enfant de mêmes parents inchangé et leurs parents inchangés.

Ces parties à quatre n'ont eu aucun antécédents familiaux précédent d'autisme, signifiant que les mutations non-héritées étaient probablement responsables de l'état de l'enfant affecté. (De telles mutations se produisent spontanément en cellules de sperme et d'oeufs ainsi que dans les embryons.)

Les chercheurs avaient l'habitude leur modèle pour prévoir le choc des mutations non-héritées et noncoding dans chaque enfant avec l'autisme. Ils puis comparés ces prévisions avec les effets de la même chose, boucle unmutated dans l'enfant de mêmes parents inchangé de l'enfant.

« Le modèle de la simple collection de Simons est ce qui permis nous pour faire cette étude, » indique Zhou. « Les enfants de mêmes parents inchangés sont un contrôle intrinsèque. »

Les mutations de Noncoding dans plusieurs des enfants avec l'autisme ont modifié le règlement de gène, l'analyse proposée. D'ailleurs, les résultats ont proposé que les mutations aient affecté l'expression du gène dans le cerveau et les gènes ont déjà lié à l'autisme, comme ceux responsables du transfert et du développement de neurone. « C'est compatible avec la façon dont l'autisme se manifeste très probablement dans le cerveau, » dit le stationnement de Christopher de co-auteur d'étude, un scientifique de recherches à CCB. « Ce n'est pas simplement le nombre de mutations se produisant, mais ce qu'un peu les mutations se produisent. »

Les chercheurs ont vérifié les effets de certaines des mutations noncoding dans des expériences de laboratoire. Ils se sont insérés ont prévu des mutations à haute impression trouvées chez les enfants avec l'autisme dans des cellules et ont observé les changements donnants droit de l'expression du gène. Ces modifications ont affirmé les prévisions du modèle.

Troyanskaya dit que lui et ses collègues continueront d'améliorer et augmenter leur méthode. Éventuel, il espère que le travail améliorera comment des caractéristiques génétiques sont employées pour diagnostiquer et traiter les maladies et des troubles.

En ce moment, 98 pour cent du génome habituellement sont gâchés. Notre travail te permet de penser à ce que nous pouvons faire avec les 98 pour cent. »

Olga Troyanskaya

Source :

Fondation de Simons

Référence de tourillon :

Troyanskaya, 2019) analyses profond-apprenantes d'Entier-génome d'O. et autres (recense la cotisation des mutations noncoding au risque d'autisme. Génétique de nature. doi.org/10.1038/s41588-019-0420-0.