對(duì)一個(gè)病人的全基因組測(cè)序來發(fā)現(xiàn)他或她的疾病的起源還是不能作為常規(guī)的。但是,，遺傳學(xué)家正在努力靠近,。
發(fā)表在這周雜志American Journal of Human Genetics上的一份病例報(bào)告表明研究人員能將簡(jiǎn)單血液測(cè)試與基因組專業(yè)概要掃描相結(jié)合來診斷嚴(yán)重代謝性疾病。
埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院和桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所的研究人員使用全外顯子組測(cè)序法在2004年出生的男孩身上來尋找導(dǎo)致糖基化作用紊亂的突變,。負(fù)責(zé)這個(gè)男孩疾病的基因稱為DDOST,，此基因的突變以前在其他糖基化作用紊亂病例中還沒有被觀察過。
全外顯子組測(cè)序法是讀取部分基因組的一種更便宜,、更快速但有效的策略,，其中部分基因組是科學(xué)家們所相信的診斷疾病的最重要的。報(bào)告舉例說明了全外顯子組測(cè)序法正在進(jìn)入醫(yī)療實(shí)踐,，這種測(cè)序法是在2011年首次被商業(yè)化地提供給臨床診斷,。埃默里大學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室正準(zhǔn)備開始將全外顯子組測(cè)序法作為臨床診斷服務(wù)進(jìn)行提供。
據(jù)估計(jì),，許多致病性突變（約85%）在編碼蛋白的基因組區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn),，那是細(xì)胞的工作機(jī)制。全外顯子組測(cè)序法只讀取人類基因組中編碼蛋白的部分,，剩下基因組余下的99%不讀取,。
此病例報(bào)告中的男孩由Hudson Freeze博士與他的同事一起鑒定。Freeze是桑福德-伯納姆醫(yī)學(xué)研究所遺傳性疾病項(xiàng)目的主任,。一個(gè)由Madhuri Hegde博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)鑒定了負(fù)責(zé)的基因,，Madhuri Hegde博士是埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院人類遺傳學(xué)副教授，也是埃默里遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主任,。博士后工作人員Melanie Jones是這篇文章的第一作者,。
"這是不斷努力開發(fā)先天糖基化疾病診斷策略的一部分"， Hegde說,，"我們與Freeze博士合作鑒定新突變"。
糖基化作用是一個(gè)糖分子吸附到蛋白質(zhì)的過程,，它出現(xiàn)在細(xì)胞外,。糖基化作用缺陷可通過一個(gè)檢測(cè)血蛋白異常的相對(duì)簡(jiǎn)單的血液測(cè)試來鑒定。糖對(duì)細(xì)胞傳遞信號(hào)和彼此適當(dāng)粘附很重要,。具糖基化作用遺傳缺陷的病人存在有廣譜的醫(yī)學(xué)問題,，如發(fā)育滯后、消化性問題,、肝臟問題及凝血細(xì)胞缺陷,。
這個(gè)病例報(bào)告中的男孩是發(fā)育滯后，并有消化性問題,、視力問題,、震顫與凝血缺陷。直到3歲他才會(huì)行走且不會(huì)說話,。研究人員指出,，這個(gè)男孩子有一個(gè)來自父親的遺傳性刪除和一個(gè)來自母親的遺傳性錯(cuò)拼,。"多年來，我們已經(jīng)了解到許多患糖基化紊亂的家庭和他們的孩子,。在這里,，"他們的微笑--這就是我們的獎(jiǎng)勵(lì)"。
研究人員繼續(xù)指出,，在實(shí)驗(yàn)室里將DDOST基因的健康版本導(dǎo)入病人細(xì)胞中能恢復(fù)正常蛋白糖基化作用,。然而，如果是實(shí)驗(yàn)性的,，通過基因治療恢復(fù)正常功能是可能的,。但是，對(duì)于機(jī)體大多現(xiàn)存的細(xì)胞,，實(shí)現(xiàn)正常糖基化作用的恢復(fù)是極其困難的,。
此研究由NIH和Rocket基金會(huì)支持。（生物谷bioon.com）
doi:10.1016/j.ajhg.2011.12.024
PMC:
PMID:
DDOST Mutations Identified by Whole-Exome Sequencing Are Implicated in Congenital Disorders of Glycosylation
Melanie A. Jones, Bobby G. Ng, Shruti Bhide, Ephrem Chin, Devin Rhodenizer, Ping He, Marie-Estelle Losfeld, Miao He, Kimiyo Raymond, Gerard Berry, Hudson H. Freeze, Madhuri R. Hegde
Abstract Congenital disorders of glycosylation (CDG) are inherited autosomal-recessive diseases that impair N-glycosylation. Approximately 20% of patients do not survive beyond the age of 5 years old as a result of widespread organ dysfunction. Although most patients receive a CDG diagnosis based on abnormal glycosylation of transferrin, this test cannot provide a genetic diagnosis; indeed, many patients with abnormal transferrin do not have mutations in any known CDG genes. Here, we combined biochemical analysis with whole-exome sequencing (WES) to identify the genetic defect in an untyped CDG patient, and we found a 22 bp deletion and a missense mutation in DDOST, whose product is a component of the oligosaccharyltransferase complex that transfers the glycan chain from a lipid carrier to nascent proteins in the endoplasmic reticulum lumen. Biochemical analysis with three biomarkers revealed that N-glycosylation was decreased in the patient's fibroblasts. Complementation with wild-type-DDOST cDNA in patient fibroblasts restored glycosylation, indicating that the mutations were pathological. Our results highlight the power of combining WES and biochemical studies, including a glyco-complementation system, for identifying and confirming the defective gene in an untyped CDG patient. This approach will be very useful for uncovering other types of CDG as well.
