囊性纤维化修饰基因:复合物的最后避难所
囊性纤维化是一种罕见但致命的常染色体隐性遗传病,由囊性纤维化跨膜电导调节剂(CFTR)基因突变引起。CFTR负责细胞中盐和水运动的平衡,CFTR的缺陷会导致增厚的分泌物,例如在肺中,这会导致复发性肺部感染,最终导致死亡。
最常见的CFTR突变是DeltaF508,该蛋白在508位点缺乏苯丙氨酸(F)残基。然而,具有DeltaF508突变的患者在囊性纤维化的临床表现的严重程度上有很大差异,这表明其他遗传因素也对疾病表型有贡献。
这些基因因素,也就是所谓的修饰基因,在很大程度上仍然难以捉摸,但伊丽莎白·米勒和约翰·哈特曼的团队现在在《基因组医学》上发表了一篇论文,他们提出了一种高通量的模型,可以帮助他们找到自己的身份。这些研究人员为DeltaF508 CFTR开发了一个基于酵母的物态模型,该模型定量扫描酵母基因组,寻找与DeltaF670 Yor1 (DeltaF508 CFTR的同源酵母)的基因相互作用。
利用这个基因组模型,作者发现了几个基因,它们的人类同源基因参与了CFTR处理的调控,但更重要的是,新的基因可以在进化保守的途径中修改DeltaF670 Yor1的处理。尽管从模型生物体的研究推断到复杂的人类疾病表型时需要谨慎,但本研究确定了囊性纤维化DeltaF508 CFTR表型潜在修饰基因的通路。
套用奥斯卡•王尔德(Oscar Wilde)的话说,简单是复杂的最后避难所,而马克•布隆德尔(Marc Blondel)在相关的研究重点中解释了为什么简单、广泛、高效、公正的模型,比如这个模型,对囊性纤维化的复杂遗传学有重要贡献。作者认为,在临床表型中分离修饰基因不仅是个性化医学的踏脚石,也是现代人类遗传学面临的主要挑战。