线粒体疾病遗传诊断的挑战:功能基因组学研究可以做些什么?
Marta Simões1,2,3, Maria João Santos1,2,4, Sara Martins1,2,5
1Laboratory of Mitochondrial Biomedicine and Theranostics, CNC - Center for Neuroscience and Cell Biology, University of Coimbra.
Endocrine, metabolic & immune disorders drug targets
|December 19, 2023
概括
功能性基因组学研究澄清了线粒体氧化酸化 (OXPHOS) 疾病中新型变异的致病性,有助于遗传诊断. 桑格测序在特定情况下克服了下一代测序的限制.
科学领域:
- 遗传学 是一个遗传学.
- 生物化学 生化学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 线粒体氧化酸化 (OXPHOS) 疾病带来了重大的临床和治疗挑战.
- 下一代测序 (NGS) 已经加速了OXPHOS中遗传缺陷的识别,但仍然存在许多未知意义的变异.
- 功能性研究对于分类变异和建立最终遗传诊断至关重要.
研究的目的:
- 在疑似OXPHOS疾病的患者中调查新型遗传变异的致病性.
- 为了提高诊断准确性,将遗传发现与功能基因组学数据相关联.
- 突出不同基因和功能分析在诊断OXPHOS疾病中的互补作用.
主要方法:
- 对具有新型遗传变异的患者数据 (P1-P5) 的分析.
- 功能性基因组学研究,包括海马XF测定呼吸/糖解速率.
- 酶活性测定,Blue-native PAGE用于组装,SDS-PAGE用于蛋白质水平,以及单个肌肉纤维分析.
- 下一代测序 (NGS) 和生物信息学分析,必要时补充桑格测序.
主要成果:
- 分析了五名患有不同OXPHOS相关疾病的患者 (P1-P5).
- 在SURF1,FASTKD2和mtDNA中发现了致病变体,并在P1-P4中得到了功能验证.
- 患有POLG变异的P5患者显示数据不支持致病性.
- 减少蛋白质表达和改变细胞呼吸证实了P1-P4.4中的致病性.
结论:
- 功能性基因组学数据对于解释OXPHOS疾病中未知意义的变异至关重要.
- NGS具有局限性,桑格测序对于检测某些突变至关重要.
- 对遗传,功能和家族数据的综合分析有助于诊断和咨询患有OXPHOS疾病的患者.
