Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Scienze della salute# Medicina genetica e genomica

Il ruolo di CHASERR nei disturbi dello sviluppo

La ricerca mostra come CHASERR influisca sui disturbi dello sviluppo attraverso la regolazione di CHD2.

― 5 leggere min


CHASERR collegato aCHASERR collegato adisturbicervello.fondamentale per lo sviluppo delUno studio scopre che il gene CHASERR è
Indice

I Disturbi dello sviluppo influenzano come una persona cresce e impara. Alcuni di questi disturbi, come le encefalopatie epilettiche e sviluppative, possono causare seri ritardi nello sviluppo mentale e fisico. Una delle cause note di questi disturbi sono i cambiamenti nei nostri geni, che possono avvenire quando nuove varianti compaiono senza essere ereditate dai genitori. Un gene del genere è il CHD2, che gioca un ruolo nello sviluppo e nella funzione delle cellule cerebrali.

Il Ruolo del CHD2

Il gene CHD2 è importante per produrre proteine che aiutano a gestire il DNA, il materiale che porta le nostre informazioni genetiche. Quando ci sono cambiamenti nel gene CHD2, possono sorgere vari problemi, specialmente nel cervello. Infatti, molte persone con problemi legati al CHD2 sperimentano crisi epilettiche, ritardi nello sviluppo e a volte autismo. Curiosamente, le risonanze magnetiche di queste persone spesso sembrano normali, anche se alcune possono mostrare segni di riduzione cerebrale.

Cambiamenti nel CHD2

La maggior parte delle varianti (o cambiamenti) nel CHD2 avviene spontaneamente ed è nota come cambiamenti "de novo". Questo significa che compaiono per la prima volta nella persona colpita, invece di essere trasmessi dai genitori. Questi cambiamenti portano tipicamente a una perdita di funzione, il che significa che il gene non funziona come dovrebbe. Possono presentarsi in forme diverse, come delezioni o cambiamenti in parti specifiche del gene che sono cruciali per la sua funzione.

Introduzione a CHASERR

Accanto al gene CHD2 c'è un altro componente importante chiamato CHASERR. Questo è un lungo RNA non codificante, il che significa che aiuta a regolare l'Espressione genica ma non produce proteine. Negli topi, si è dimostrato che CHASERR controlla l'attività del gene CHD2. Se CHASERR non funziona correttamente, può causare problemi, soprattutto nello sviluppo del cervello.

Il Collegamento Tra CHASERR e i Disturbi

Finora, CHASERR non è stato collegato a malattie umane, il che è abbastanza insolito. La maggior parte delle ricerche si è concentrata principalmente su geni codificanti proteine, piuttosto che su geni non codificanti come CHASERR. Tuttavia, recenti scoperte suggeriscono che CHASERR potrebbe avere un ruolo anche in alcuni disturbi dello sviluppo influenzando il modo in cui opera il gene CHD2.

Il Caso Studio

In questo studio, sono stati identificati tre individui con disturbi dello sviluppo simili. Ognuno aveva una delezione unica nel gene CHASERR che non influenzava il gene CHD2 stesso. Nonostante ciò, tutti e tre mostravano ritardi nello sviluppo, caratteristiche facciali insolite e problemi nello sviluppo del cervello. È stato scoperto che avevano meno RNA di CHASERR, il che porta tipicamente a un'attività aumentata di CHD2. Questa situazione evidenzia che quando CHASERR è cancellato, CHD2 può diventare troppo attivo.

Sintomi degli Individui

Il primo individuo è una ragazza che ha mostrato vari segni di ritardi fin da giovane. Ha avuto sfide nello sviluppo, difficoltà nei movimenti e tratti facciali distintivi. Le risonanze magnetiche hanno rivelato alcuni problemi nello sviluppo cerebrale, in particolare con la mielinizzazione, essenziale per una corretta funzione nervosa. Ha anche sperimentato alcuni tipi di crisi, ma non seguivano i normali schemi visti nei pazienti con problemi di CHD2.

Il secondo individuo è un ragazzo che ha affrontato anche lui ostacoli nello sviluppo insieme a caratteristiche facciali simili. Le sue risonanze e esami hanno mostrato problemi simili nello sviluppo nervoso e aveva movimenti insoliti di braccia e gambe.

Il terzo individuo, un altro ragazzo, aveva problemi di sviluppo e affrontava sfide in termini di movimento e comunicazione. La sua attività cerebrale mostrava schemi lenti senza crisi tipiche ma indicava un alto grado di ritardi nello sviluppo.

Risultati Genetici

Attraverso test genetici avanzati, i ricercatori hanno scoperto delezioni nel gene CHASERR in ciascun caso. Queste delezioni erano tutte uniche per dimensione e posizione, ma coinvolgevano consistentemente CHASERR senza impattare il vicino CHD2. Curiosamente, il modo in cui si sono verificati questi cambiamenti suggerisce un meccanismo genetico specifico che coinvolge sequenze di DNA ripetitive, molto comuni nel genoma umano.

Relazione Tra CHASERR e CHD2

La scoperta principale riguardante CHASERR è il suo ruolo come regolatore negativo di CHD2. Quando CHASERR è cancellato, l'espressione di CHD2 aumenta, portando a livelli elevati della proteina. Negli individui studiati, questo ha portato a un chiaro squilibrio nell'espressione genica, con CHD2 troppo attivo, il che ha interrotto lo sviluppo cerebrale normale.

Implicazioni Cliniche

Questi risultati illuminano quanto siano importanti i geni non codificanti come CHASERR nella regolazione genica. I risultati suggeriscono che non solo dovremmo concentrarci sui geni codificanti proteine quando esaminiamo i disturbi genetici, ma anche prestare attenzione ai geni non codificanti, che potrebbero contenere la chiave per comprendere alcuni dei casi più complessi.

Direzioni Future

I risultati spingono i ricercatori a guardare indietro ai dati esistenti da studi genetici per trovare più casi di disturbi legati a CHASERR. Man mano che vengono raccolte più informazioni, potrebbe essere possibile identificare altri individui con delezioni o condizioni simili per comprendere meglio le loro implicazioni.

L'Importanza delle LncRNAs

Lo studio sottolinea l'importanza degli RNA lunghi non codificanti nella gestione dell'attività genica. Queste molecole di RNA giocano un ruolo critico nel regolare quanto di una proteina viene prodotta e quando. Le interruzioni nelle loro funzioni possono portare a sfide sanitarie significative, come visto in questi individui.

Conclusione

Questa ricerca apre una nuova prospettiva nella genetica dei disturbi dello sviluppo. Sottolinea quanto sia essenziale esaminare le regioni non codificanti del genoma e i loro potenziali impatti sulla salute umana. Mentre gli scienziati continuano a esplorare le relazioni tra i diversi geni e i loro elementi regolatori, c'è speranza per una migliore comprensione e opzioni di trattamento per coloro che sono colpiti da disturbi dello sviluppo complessi.

Fonte originale

Titolo: Novel syndromic neurodevelopmental disorder caused by de novo deletion of CHASERR, a long noncoding RNA

Estratto: 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.

Autori: 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

Ultimo aggiornamento: 2024-02-07 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.24301497

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.24301497.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili