کشف جهش‌های ژنتیکی که می‌توانند به اوتیسم منجر شوند

“پروتئین‌های متصل به آران‌ای” (RBPs)، به آران‌ای متصل می‌شوند که واسطه میان ژن‌ها و پروتئین‌ها است و نقش‌های گوناگونی را بر عهده دارد. برخی از این پروتئین‌ها از آران‌ای به قسمت‌های خاصی از سلول می‌روند، برخی دیگر ساختار آن را تغییر می‌دهند و برخی دیگر نیز زمان تبدیل شدن آن به پروتئین را کنترل می‌کنند. این پروتئین‌ها به ویژه در مغز مهم هستند؛ جایی که می‌توانند به تنظیم تولید پروتئین در سیناپس کمک کنند.

برخی از ژن‌های مرتبط با اوتیسم از جمله “FMR1” و “RBFOX1″، پروتئین‌های متصل به آران‌ای را رمزگذاری می‌کنند. جهش در این ژن‌ها اغلب، عملکرد پروتئین‌های متصل به آران‌ای را از راه‌های قابل پیش‌بینی مختل می‌کند اما این عملکرد، به توالی آران‌ای بستگی دارد که پروتئین‌های متصل به آران‌ای آن را هدف قرار می‌دهد.

این نخستین پژوهشی است که تاثیر جهش‌ها را بر مکان‌های مورد نظر در ژنوم افراد مبتلا به بیماری‌هایی مانند اسکیزوفرنی، افسردگی یا اوتیسم مورد بررسی قرار می‌دهد.

“اولگا ترویانسکایا”(Olga Troyanskaya)، پژوهشگر “دانشگاه پرینستون”(Princeton University) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: رابطه میان پروتئین‌های متصل به آران‌ای و بیماری‌های روانی، موضوع جدیدی نیست. تفاوت بزرگ این است که بیشتر پژوهش‌های مربوط به پروتئین‌های متصل به آران‌ای، جهش‌هایی را بررسی می‌کنند که بر پروتئین‌های متصل به آران‌ای تاثیر می‌گذارند.

ترویانسکایا و همکارانش، ژنوم کودکان مبتلا به اوتیسم را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که جهش‌های جدید در نواحی مورد نظر پروتئین‌های متصل به آران‌ای، با اوتیسم در ارتباط است.

ترویانسکایا گفت: ارزیابی تاثیر جهش در قسمت‌های مورد نظر، دشوار است. برخی از آنها ممکن است که هیچ تاثیری در اتصال پروتئین‌های متصل به آران‌ای نداشته باشند؛ در حالی که بقیه می‌توانند فاجعه‌بار باشند.

ترویانسکایا و گروهش، از داده‌های تجربی در مورد اتصال میان پروتئین‌های متصل به آران‌ای و توالی‌های خاص آران‌ای استفاده کردند تا یک مدل مبتنی بر یادگیری عمیق را برای پیش‌بینی اتصال پروتئین‌های متصل به آران‌ای به یک توالی جدید آموزش دهند. این مدل می‌تواند تخمین بزند که هر تغییر در پروتئین‌های متصل به آران‌ای، چه تاثیری بر اتصال آن دارد.

پژوهشگران از این مدل برای ارزیابی تنوع‌های به ارث رسیده استفاده کردند که پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند با هر یک از پنج بیماری اوتیسم، اختلال کم‌توجهی- بیش‌فعالی، اختلال دوقطبی، افسردگی و اسکیزوفرنی ارتباط دارند.

به نظر می‌رسد که جهش در ۱۲ پروتئین‌ متصل به آران‌ای، بیش از جهش در قسمت‌هایی که پروتئین را رمزگذاری می‌کنند، در وراثت این پنج بیماری رخ می‌دهند.

ترویانسکایا گفت: من هرگز پیش‌بینی نمی‌کردم که این مدل، قدرتمندتر از انواع گوناگون برنامه‌نویسی عمل کند.

این پژوهش، در مجله “Nature Genetics” به چاپ رسید.