- nicehost
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单从名字看,DEAF1基因好像和耳聋deaf有些关系,但并非如此。
DEAF是Deformed Epidermal Auto-regulatory Factor(变形表皮自调节因子)的首字母缩写。对生物比较感兴趣的朋友看到“Deformed”这个词,估计会很快联想到最有名的模式生物果蝇。确实,这个基因是1996年在果蝇胚胎里面最先被发现的。
DEAF1基因的产物,是一个转录因子。
不知道转录因子是啥?不要紧。知道官儿是啥吗?转录因子就是身体里面的官儿,专门控制何时何地何种基因该工作还是该睡觉。官儿有大小之别,转录因子也有管多管少之别——有些控制的基因多,有些控制的基因少。当然,官儿大官儿小,都是为人民服务,没有高低贵贱之分,都别得罪就是;转录因子也是,管多管少,都是为身体服务,也没有高低贵贱之分,都别变异就是。
DEAF1基因的研究不多,但其重要性,学过遗传学的朋友从“Deformed”这个词也就可以估计出来,当然这里就不扯多了。目前已确认,如果缺失了这个基因,那么果蝇和老鼠的胚胎都不能正常发育——主要是影响神经系统的发育。在人体中,它已知的功能包括调控血清素、自身免疫等。
DEAF1基因的变异,可以是从父母那里遗传来的,但多数是源自新生突变——即精子或卵子出现突变而父母并没有,会导致孩子的神经系统出现问题,这一类病变统称作DAND,就是DEAF1-associated neurodevelopmental disorders (DEAF1相关神经发育障碍)的首字母缩写。
已经发现的DAND患者不多,症状包括发育迟缓、中至重度的智力障碍,语言严重障碍,自闭症症状;有半数以上的患者会出现癫痫发作,部分患者有小头畸形,而另一些则表现为大头畸形。其它症状可能有睡眠障碍、运动能力弱、疼痛不敏感、持续兴奋等。
DEAF1基因突变和自闭症的关系,目前只有少量研究。
在2015年,德国一个研究组研究了阿曼一个家庭的三位小孩——他们都患有自闭症、智力障碍、语言障碍和运动障碍,两位还有严重的癫痫发作,但是他们的父母,还有另三位同胞小孩则健康正常。
在给他们全家做了全基因分析,排除了各种已知的自闭症相关基因突变后,研究组发现,这个家庭的DEAF1基因,显现了一个典型的隐性遗传模式:
也就是说,父母双方都携带有一个正常DEAF1基因和一个突变的DEAF1基因,都健康;6个孩子里面,3位患病孩子是突变DEAF1基因纯合子,3位健康孩子都携带至少一条正常DEAF1基因。这方面的知识,高中生物学习孟德尔豌豆实验的时候,相信大家已经烂熟于胸了。
我国解放军总医院在进行类似的研究中,从来自不同家庭的13位自闭症儿童中,发现其中两位携带有DEAF1基因新生突变,并且这两位儿童都存在语言障碍。
在今年发表的另一项研究中,研究者发现,17位携带DEAF1基因新生突变的患者,全部被诊断为发育迟缓和智力障碍,其中16位还被诊断为患有自闭症。
读者可能要问,嗨,上面那个阿曼家庭,成员只要携带有一个正常DEAF1基因,就啥事没有,难道后面这些人就这么倒霉?新生突变这种难得发生的事情,怎么他们爹的精子他们妈的卵子,凑巧都出现突变了?这几率也太糟了吧?
其实呢,这个要看突变发生在DEAF1基因的什么地方。
DEAF1基因编码的是一个转录因子,而许多转录因子需要先两个两个组成一对,比翼齐飞(呸呸呸),才能正常发挥控制基因的功能——想象一下钳子的构造。事实上许多转录因子的结构就像一个钳子。
若这个突变好巧不巧,发生在某个特殊部位,那么虽然患者体内还有一条正常的DEAF1基因,就会出现“正常+不正常=不正常”的倒霉事。比如下面这把钳子。
- 阿啵呲嘚
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DEAF1基因所对应的那个转录因子,一边要结合在它要控制的基因上面,一边也要同其它蛋白质结合——接受转录信号。这就像一个官儿要做事,肯定不能单靠自个,需要有下属,更需要有上司;如果和下属上司沟通不良,就是自己再能干,这官儿也是做不好的。
因此,这个转录因子——其它转录因子也一样,浑身上下是可以分成好几个部分,各个部分都有自己的功能。显然,不同部位出现突变,对整体功能的影响是不一样的。就像官儿和下属可以沟通不良,和上司这样胡来就不得了了。
就DEAF1基因所对应的那个转录因子来说,有这么几个功能部分:
SAND域和锌指序列ZnF域,主要负责识别和结合要控制的基因;
核定位信号NLS域和核输出信号NES域,负责控制进入和离开细胞核(因为基因都在细胞核里面);
MYND域,和其它蛋白质结合。
根据2019年的一项研究,后果严重的DEAF1基因突变主要出现在SAND域(下图红色框部分),导致这个转录因子失去和基因结合的能力。当然,少数出现在这个部位的突变,比如第224位的精氨酸Arg突变为Gln谷胱酰胺,对此能力没有什么影响,可能和突变前后氨基酸性质比较接近有关(作为对比,如果它突变成差别很大的Trp色氨酸,就不行了)。
- wio
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DEAF是Deformed Epidermal Auto-regulatory Factor(变形表皮自调节因子)的首字母缩写。对生物比较感兴趣的朋友看到“Deformed”这个词,估计会很快联想到最有名的模式生物果蝇。确实,这个基因是1996年在果蝇胚胎里面最先被发现的。
DEAF1基因的产物,是一个转录因子。
不知道转录因子是啥?不要紧。知道官儿是啥吗?转录因子就是身体里面的官儿,专门控制何时何地何种基因该工作还是该睡觉。官儿有大小之别,转录因子也有管多管少之别——有些控制的基因多,有些控制的基因少。当然,官儿大官儿小,都是为人民服务,没有高低贵贱之分,都别得罪就是;转录因子也是,管多管少,都是为身体服务,也没有高低贵贱之分,都别变异就是。
DEAF1基因的研究不多,但其重要性,学过遗传学的朋友从“Deformed”这个词也就可以估计出来,当然这里就不扯多了。目前已确认,如果缺失了这个基因,那么果蝇和老鼠的胚胎都不能正常发育——主要是影响神经系统的发育。在人体中,它已知的功能包括调控血清素、自身免疫等。
DEAF1基因的变异,可以是从父母那里遗传来的,但多数是源自新生突变——即精子或卵子出现突变而父母并没有,会导致孩子的神经系统出现问题,这一类病变统称作DAND,就是DEAF1-associated neurodevelopmental disorders (DEAF1相关神经发育障碍)的首字母缩写。
已经发现的DAND患者不多,症状包括发育迟缓、中至重度的智力障碍,语言严重障碍,自闭症症状;有半数以上的患者会出现癫痫发作,部分患者有小头畸形,而另一些则表现为大头畸形。其它症状可能有睡眠障碍、运动能力弱、疼痛不敏感、持续兴奋等。
DEAF1基因突变和自闭症的关系,目前只有少量研究。