根据 2018 年疾病控制和预防中心的监测，美国大约有四分之一的儿童在 8 岁时被诊断出患有自闭症谱系障碍 (ASD)。儿童的 DNA 如何促进 ASD 的发展一直是个谜。最近，临床医生和科学家更仔细地研究了新的或从头的 DNA 变化，这意味着它们只存在于受影响的个体中，而不存在于父母中。研究人员已经看到，这些变化可能导致大约 30% 的 ASD。然而，哪些从头变异在导致 ASD 中起作用仍然未知。
贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的研究人员采用了一种新方法来研究从头 ASD 基因变异。在发表在《细胞报告》杂志上的这项多机构研究中，他们在实验室果蝇中应用了复杂的遗传策略，以确定西蒙斯单纯形集合 (SSC) 中发现的从头变异的功能后果，其中包括大约 2,600 个受自闭症谱系影响的家庭无序。令人惊讶的是，他们的工作还让他们发现了一种新形式的罕见疾病，这种疾病是由一种名为 GLRA2 的基因引起的。
“自闭症谱系障碍包括复杂的神经发育状况，在社交互动、沟通和兴趣受限或重复行为方面存在障碍。在当前的研究中，我们根据来自 SSC 中的一组自闭症谱系障碍患者的信息启动了我们的工作，这些患者的基因组及其家庭的基因组已经测序，”共同通讯作者、贝勒大学分子和人类遗传学和神经科学助理教授、德克萨斯儿童医院 Jan and Dan Duncan 神经学研究所研究员山本伸弥博士说。“我们的第一个目标是确定与 ASD 相关的具有不利影响的基因变异。”
该团队与果蝇实验室模型合作，以确定 ASD 相关变体的生物学后果。他们选择了 SSC 中鉴定的 74 个基因中的79 个 ASD 变体，并从三个不同的角度研究了每个 ASD 相关基因变体与作为对照的常见基因序列(参考)相比的影响。
共同第一作者，Hugo Bellen 博士实验室的博士后研究员 Paul Marcogliese 博士协调了敲除相应果蝇基因的工作，并检查了它们在神经系统中的生物学功能和表达模式。然后，他们用在患者身上发现的人类基因变体或参考序列替换了果蝇基因，并确定了它如何影响果蝇的生物学功能。
与携带参考人类基因或变异形式的果蝇一起工作，共同第一作者、贝勒 Michael Wangler 博士实验室的博士后研究员 Jonathan Andrews 博士是研究这些基因变异如何影响果蝇行为的关键人物。由于 ASD 患者表现出重复行为模式以及社交互动的变化，他评估了患者变异对一系列社交和非社交苍蝇行为的影响，例如求爱和梳理毛发。“有趣的是，对这些基因中的许多基因的操纵也会导致果蝇的行为改变，”安德鲁斯说。“我们发现了许多带有 ASD 变异的人类基因，这些基因在果蝇中表达时会改变行为，提供了这些具有功能性后果的功能性证据。”
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