유전자 발현은 단백질 생성물이 정상적인 세포 기능을 방해할 때 세포 특이적 침묵을 나타내는 많은 유전자와 함께 엄격하게 규제됩니다. 비암호화 요소는 이 침묵을 크게 제어하며, 그 파괴는 인간 질병을 유발할 수 있습니다.
의학 유전학에서 거의 주목받지 못했던 게놈 영역이 희귀병의 원인이 되었습니다. 의 그룹 엑서 터 대학 유전자를 켜거나 꺼서 게놈의 기능을 조절하는 영역에서 유전자 변이를 발견했습니다. 그 결과, 그들은 흔하지 않은 질병의 추가 원인을 식별하는 데 도움이 될 수 있는 열쇠를 찾았습니다.
이번 연구는 유전자를 암호화하는 게놈 영역인 엑솜(exome)을 넘어서는 돌연변이로 인해 발생하는 질병의 매우 이례적인 사례다. 관련 신체 조직(이 경우에는 췌장)에서 일반적으로 역할을 하지 않는 HK1이라는 유전자가 처음으로 변경에 의해 영향을 받는 것으로 밝혀졌습니다.
유전적 원인을 찾는 과학자들 선천성 고인슐린증 더 복잡한 길을 택했습니다. 당뇨병과 달리 이 상태는 아기의 췌장에서 과도한 인슐린을 분비하게 합니다. 아기는 매우 크게 태어나 저혈당 관련 문제를 경험할 수 있습니다. 질병을 제대로 치료하지 않으면 뇌의 필수 영양소가 고갈되어 학습 장애 또는 사망에 이를 수 있습니다.
University of Exeter의 Sarah Flanagan 박사가 이끄는 팀은 답변을 제공하고 파악하기 어려운 많은 희귀 질환의 원인을 조사하는 새로운 방법을 열었습니다.
Flanagan 박사는 다음과 같이 설명했습니다. “우리는 선천성 고인슐린증의 알려진 유전적 원인이 없는 이 50%의 아기들에게 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내려고 애썼습니다. 우리는 수년 동안 유전자의 결함을 찾아왔지만 실망스러울 정도로 파악하기 어려웠습니다.”
과학자들은 첨단 기술을 사용하여 선천성 고인슐린증이 있는 17명의 게놈을 시퀀싱했습니다. 그들은 질병을 일으키는 유전적 변이가 단백질 내에서 발생하는 것이 아니라 췌장에서 단백질을 켜고 끄는 데 중요한 '조절 스위치' 내에서 발생한다는 것을 발견했습니다.
선천성 고인슐린증 환자는 유전적 변이로 인해 췌장의 HK1이 켜져 있었습니다. 일반적으로 췌장은 다음과 같은 경우에도 인슐린 생성을 유발하는 유전자를 끕니다. 혈당 낮다. 그러나 과학자들은 그것이 활동적이라는 것을 발견했는데, 이는 그것이 혈당을 위험한 수준으로 떨어뜨리려고 한다는 것을 의미했습니다. 이 아이디어는 특별한 췌장 조직 수집을 조사함으로써 뒷받침되었습니다.
플라나간 박사 말했다, “자녀 상태의 원인을 알기 위해 필사적으로 노력하는 부모에게 답변을 제공할 수 있다는 것은 매우 중요합니다. 이제 HK1 변이체가 발견되었으므로 아픈 어린이의 일상적인 게놈 시퀀싱은 임상 진단에서 HK1 변이체를 감지하여 결과를 개선할 수 있는 완벽한 방법이 될 것입니다. 이러한 발견은 또한 HKXNUMX을 억제하는 약물의 개발과 함께 이 상태의 개선된 치료를 위한 길을 열어줍니다. 결과적으로 인슐린 생산, 실제 가능성입니다.”
“더 흥미로운 것은 다른 유전적 조건의 원인을 밝히는 이 접근 방식의 잠재력입니다. 우리는 이제 규제 스위치에 영향을 미칠 수 있는 유전적 변화를 찾기 위해 전체 게놈을 조사해야 한다는 것을 알고 있습니다. 질병 관련 장기 조직에서 꺼지는 단백질에 집중하고 어떻게, 왜 꺼지는지 연구해야 한다. 그 접근 방식은 유전학을 빠르게 발전시키고 해답과 더 나은 치료법을 제공할 수 있습니다.”
저널 참조 :
- Wakeling, MN, Owens, NDL, Hopkinson, JR 외. HK1의 조직 특이적 조절 요소를 방해하는 비암호화 변이체는 선천성 고인슐린증을 유발합니다. 냇 지네 (2022). DOI : 10.1038 / s41588-022-01204-x
