Neue Methode zur Genomanalyse identifiziert den genetischen Effekt einer seltenen Form geistiger Behinderung

Neue Methode zur Genomanalyse identifiziert den genetischen Effekt einer seltenen Form geistiger Behinderung
Neue Methode zur Genomanalyse identifiziert den genetischen Effekt einer seltenen Form geistiger Behinderung
Anonim

Die meisten seltenen Krankheiten sind erblich. Doch trotz erheblicher Fortschritte in der Genomforschung bleibt ihre genaue Ursache in den meisten Fällen unklar. Die Entdeckung des zugrunde liegenden Gendefekts ist jedoch Voraussetzung für ihre definitive Diagnose und die Entwicklung innovativer Behandlungsansätze.

Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik und des Instituts für Medizinische Genetik der Charité – Universitätsmedizin Berlin ist es gelungen, ein neues Verfahren einzusetzen, mit dem alle Gene des menschlichen Genoms gleichzeitig analysiert werden können.Das Verfahren wurde erstmals bei drei Kindern einer Familie angewendet, die an einer seltenen Form der geistigen Behinderung (Mabry-Syndrom) leiden. Die Analyse ergab eine Mutation im PIGV-Gen, die dazu führt, dass Proteine, beispielsweise die alkalische Phosphatase, sich nicht an der Oberfläche von Zellmembranen verankern können.

Die in der Fachzeitschrift Nature Genetics (29.08.2010) veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass die neuen Verfahren zur Genomsequenzierung geeignet sind, einzelne Mutationen im Genom aufzuspüren und diese Mutationen als Ursache für seltene Mutationen zu identifizieren Krankheiten.

Die Berliner Forscher nutzten erstmals Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie, um den Gendefekt hinter einer sehr seltenen Krankheit zu identifizieren. „Das war wie die sprichwörtliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Wir haben aus dem gesamten Genom allein die 22.000 Gene herausgefischt, ihre Sequenz entschlüsselt und auf Mutationen untersucht. Mit neuen bioinformatischen Analysen konnten wir die Anzahl eingrenzen Mutationskandidaten auf zwei - einer davon ist letztlich für das Mabry-Syndrom verantwortlich", erklärt Michal Ruth Schweiger vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik.Die vorliegenden Ergebnisse ermöglichen beispielsweise die Identifizierung des genetischen Risikos bei betroffenen Paaren mit Kinderwunsch.

Mabry-Syndrom ist eine seltene rezessive genetische Störung, die zu geistiger Behinderung, Krampfanfällen und einer charakteristischen Mutation in den Blutwerten der Betroffenen führt. Im Blut kann der erhöhte Spiegel des Enzyms Alkalische Phosphatase gemessen werden, das normalerweise eine Rolle im Knochenstoffwechsel spielt. Den Forschern gelang der Nachweis, dass beim Mabry-Syndrom das PIGV-Gen mutiert ist. PIGV wiederum kodiert für ein Enzym, das an der Bildung des GPI-Ankers beteiligt ist. Dieses Kohlenhydratmolekül bindet Proteine ​​an die Zellmembran. Nach Angaben der Berliner Wissenschaftler ist das Gen für PIGV so mutiert, dass die alkalische Phosphatase nicht ausreichend mit der Zellmembran verbunden ist. Es löst sich von der Membran, reichert sich im Blut an und führt dadurch zu einer Erhöhung des Blutspiegels. Die Forscher gehen davon aus, dass PIGV im Gehirn für die Verankerung vieler anderer Proteine ​​verantwortlich ist und dass diese Fehlfunktion für die mit dem Mabry-Syndrom verbundene geistige Behinderung verantwortlich ist.

Anhand dieser Ergebnisse können die Wissenschaftler die Krankheit weiter erforschen und neue Behandlungsoptionen entwickeln. Die hier entwickelten Methoden der Genomanalyse ermöglichen die Identifizierung von Mutationen auch bei extrem seltenen Erkrankungen und stellen einen wichtigen Schritt in Richtung individualisierter molekularer Medizin dar.

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