Le rôle de CHASERR dans les troubles du développement
Des recherches montrent comment CHASERR influence les troubles du développement en régulant CHD2.
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Table des matières
Les Troubles du développement affectent la façon dont une personne grandit et apprend. Certains de ces troubles, comme les encéphalopathies développementales et épileptiques, peuvent causer des retards sérieux dans le développement mental et physique. L'une des causes connues de ces troubles est des changements dans nos gènes, qui peuvent se produire lorsque de nouvelles variantes apparaissent qui n'ont pas été héritées des parents. Un de ces gènes est le CHD2, qui joue un rôle dans le développement et le fonctionnement des cellules du cerveau.
Le rôle du CHD2
Le gène CHD2 est important pour fabriquer des protéines qui aident à gérer l’ADN, le matériau qui porte notre information génétique. Quand il y a des changements dans le gène CHD2, ça peut entraîner divers problèmes, surtout dans le cerveau. En fait, beaucoup de gens ayant des soucis liés au CHD2 éprouvent des crises, des retards de développement et parfois de l'autisme. Curieusement, les IRM cérébrales de ces personnes semblent souvent normales, même si certaines peuvent montrer des signes de rétrécissement du cerveau.
Changements dans le CHD2
La plupart des variantes (ou changements) dans le CHD2 se produisent spontanément et sont connues sous le nom de changements "de novo". Ça veut dire qu'elles apparaissent pour la première fois chez la personne concernée, plutôt que d'être transmises par les parents. Ces changements entraînent généralement une perte de fonction, ce qui veut dire que le gène ne fonctionne pas comme il le devrait. Ils prennent différentes formes, comme des Suppressions ou des changements dans des parties spécifiques du gène qui sont cruciales pour sa fonction.
Introduction au CHASERR
À côté du gène CHD2 se trouve un autre composant important appelé CHASERR. C'est un long ARN non codant, ce qui signifie qu'il aide à réguler l'expression des gènes mais ne produit pas de protéines lui-même. Chez les souris, on a montré que CHASERR contrôle l'activité du gène CHD2. Si CHASERR ne fonctionne pas bien, ça peut entraîner des problèmes, surtout dans le développement du cerveau.
Le lien entre CHASERR et les troubles
Pour l’instant, CHASERR n’a pas été associé à des maladies humaines, ce qui est assez rare. La plupart des recherches se sont principalement concentrées sur les gènes codant des protéines plutôt que sur des gènes non codants comme CHASERR. Cependant, des découvertes récentes suggèrent que CHASERR pourrait aussi jouer un rôle dans certains troubles du développement en influençant le fonctionnement du gène CHD2.
L'étude de cas
Dans cette étude, trois individus avec des troubles de développement similaires ont été identifiés. Chacun avait une suppression unique dans le gène CHASERR qui n’affectait pas le gène CHD2 lui-même. Malgré ça, les trois présentaient des retards de développement, des caractéristiques faciales atypiques et des problèmes dans le développement de leur cerveau. On a trouvé qu'ils avaient moins d'ARN CHASERR, ce qui entraîne généralement une augmentation de l'activité de CHD2. Cette situation met en évidence que lorsque CHASERR est supprimé, CHD2 peut devenir trop actif.
Symptômes des individus
La première personne est une fille qui a montré divers signes de retard dès son jeune âge. Elle avait des problèmes de développement, des difficultés de mouvement et des traits faciaux distincts. Les IRM cérébrales ont révélé certains soucis avec le développement cérébral, notamment avec la myélinisation, qui est essentielle pour le bon fonctionnement des nerfs. Elle a aussi eu certains types de crises, mais elles ne suivaient pas les schémas habituels observés chez les patients avec des problèmes de CHD2.
Le deuxième individu est un garçon qui a également rencontré des obstacles dans son développement, avec des caractéristiques faciales similaires. Ses IRM cérébrales et examens ont montré des problèmes similaires de développement nerveux, et il avait des mouvements inhabituels de ses bras et jambes.
Le troisième individu, un autre garçon, avait des problèmes de développement et faisait face à des défis en matière de mouvement et de communication. Son activité cérébrale montrait des schémas lents sans crises typiques mais indiquait un degré élevé de retards de développement.
Découvertes génétiques
Grâce à des tests génétiques avancés, les chercheurs ont découvert des suppressions dans le gène CHASERR pour chaque cas. Ces suppressions étaient toutes uniques en taille et en emplacement mais impliquaient systématiquement CHASERR sans impacter le CHD2 voisin. Fait intéressant, la façon dont ces suppressions se produisaient suggère un mécanisme génétique spécifique impliquant des séquences d'ADN répétitives, ce qui est assez courant dans le génome humain.
Relation entre CHASERR et CHD2
La principale découverte concernant CHASERR est son rôle en tant que régulateur négatif du CHD2. Lorsque CHASERR est supprimé, l'expression du CHD2 augmente, entraînant de hauts niveaux de la protéine. Chez les individus étudiés, cela a entraîné un déséquilibre clair dans l'expression génique, avec un CHD2 trop actif, ce qui a perturbé le développement normal du cerveau.
Implications cliniques
Ces découvertes mettent en lumière l'importance des gènes non codants comme CHASERR dans la régulation des gènes. Les résultats suggèrent qu'il ne faut pas seulement se concentrer sur les gènes codants des protéines lors de l’examen des troubles génétiques, mais aussi prêter attention aux gènes non codants, qui pourraient détenir la clé pour comprendre certains des cas les plus complexes.
Directions futures
Les résultats incitent les chercheurs à revenir sur les données existantes des études génétiques pour trouver d'autres cas de troubles liés à CHASERR. Au fur et à mesure que plus d'informations sont recueillies, il pourrait être possible d'identifier d'autres individus avec des suppressions ou des conditions similaires pour mieux comprendre leurs implications.
L'importance des LncARNs
L'étude souligne l'importance des longs ARN non codants dans la gestion de l'activité génétique. Ces molécules d'ARN jouent un rôle crucial dans le réglage de la quantité de protéines qui sont fabriquées et quand. Les perturbations de leur fonction peuvent entraîner des défis de santé significatifs, comme on l’a vu chez ces individus.
Conclusion
Cette recherche ouvre une nouvelle perspective dans la génétique des troubles du développement. Elle souligne à quel point il est essentiel d'explorer les régions non codantes du génome et leurs impacts potentiels sur la santé humaine. À mesure que les scientifiques continuent d'explorer les relations entre différents gènes et leurs éléments régulateurs, il y a de l'espoir pour mieux comprendre et traiter ceux touchés par des troubles du développement complexes.
Titre: Novel syndromic neurodevelopmental disorder caused by de novo deletion of CHASERR, a long noncoding RNA
Résumé: Abstract/SummaryGenes encoding long non-coding RNAs (lncRNAs) comprise a large fraction of the human genome, yet haploinsufficiency of a lncRNA has not been shown to cause a Mendelian disease. CHASERR is a highly conserved human lncRNA adjacent to CHD2-a coding gene in which de novo loss-of-function variants cause developmental and epileptic encephalopathy. Here we report three unrelated individuals each harboring an ultra-rare heterozygous de novo deletion in the CHASERR locus. We report similarities in severe developmental delay, facial dysmorphisms, and cerebral dysmyelination in these individuals, distinguishing them from the phenotypic spectrum of CHD2 haploinsufficiency. We demonstrate reduced CHASERR mRNA expression and corresponding increased CHD2 mRNA and protein in whole blood and patient-derived cell lines-specifically increased expression of the CHD2 allele in cis with the CHASERR deletion, as predicted from a prior mouse model of Chaserr haploinsufficiency. We show for the first time that de novo structural variants facilitated by Alu-mediated non-allelic homologous recombination led to deletion of a non-coding element (the lncRNA CHASERR) to cause a rare syndromic neurodevelopmental disorder. We also demonstrate that CHD2 has bidirectional dosage sensitivity in human disease. This work highlights the need to carefully evaluate other lncRNAs, particularly those upstream of genes associated with Mendelian disorders.
Auteurs: Anne O'Donnell-Luria, V. S. Ganesh, K. Riquin, N. Chatron, K.-M. Lamar, M. Aziz, P. Monin, M. O'Leary, J. K. Goodrich, K. V. Garimella, E. England, E. Yoon, B. Weisburd, F. Aguet, C. A. Bacino, D. R. Murdock, H. Dai, J. A. Rosenfeld, L. T. Emrick, S. Ketkar, Y. Sarusi, D. Sanlaville, S. Kayani, B. Broadbent, B. Isidor, A. Pengam, B. Cogne, D. G. MacArthur, I. Ulitsky, G. L. Carvill
Dernière mise à jour: 2024-02-07 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.24301497
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.24301497.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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