genetiikan kielestä on tullut osa populaarikulttuuria. ”Musikaalisuus on hänen DNA: ssaan”, me sanomme. Televisiomainoksissa meitä pyydetään ottamaan DNA-testejä, jotka kertovat meille etnisen perintömme, tai kuten he sanovat, mistä meidät on ” tehty.”Mitä DNA voi kertoa siitä, mistä autismi on tehty? Mitkä ovat genetiikan mahdollisuudet ja sudenkuopat autismin selittämisessä ja hoitojen löytämisessä? Entä miten geenit ja ympäristö vaikuttavat autismiin? Toivomme voivamme vastata näihin kysymyksiin tässä ja tulevissa kirjoituksissa, mutta ensin se auttaa selvittämään, mitä nämä käsitteet todella tarkoittavat.
perinnöllisyystiede on kehittynyt eksponentiaalisesti sen jälkeen, kun monet meistä – erityisesti ennen vuotta 1990 syntyneet – opiskelivat lukion biologiaa. Ajatellaanpa esimerkkinä tästä muutoksesta yhtä kulttuurin koetinkiveä, dekkaria. Viime vuosikymmeninä, DNA on tullut tähti joitakin rikosdraamoja, kuten CSI: Crime Scene Investigation, ottaen paikka kerran miehitetty tykkää Sherlock Holmes tai komisario Columbo. Tiedämme, että DNA on tärkeä rikollisten kiinnisaamisessa ja kauan kadoksissa olleiden sukulaisten löytämisessä. Mutta mikä oikeastaan on tämä pieni molekyyli, joka sisältää niin paljon tietoa?
DNA: n tulkitseminen
lyhyesti sanottuna DNA on deoksiribonukleiinihappo, molekyyli, joka sisältää koko käyttöohjeen siitä, miten ihmisestä tehdään se, joka on. DNA: si löytyy jokaisesta solustasi, ja ellei sinulla ole identtistä kaksosta, se on pohjimmiltaan ainutlaatuinen sinulle.1
DNA muodostuu neljästä kemikaalista, joita edustavat kirjaimet A, C, G ja T. ne pariutuvat tietyssä järjestyksessä kahta kierretyn tikapuun juostetta pitkin. (Tämä on kaksoiskierre, jota opiskelit biologian tunnilla.) Kirjain A liittyy aina T: hen ja C G: hen.näiden tuhansien-2 miljoonan parin pituisten kemiallisten parien lohkot muodostavat yhden geenin.2
”geenimme ovat kuin käyttöohje tai kirja, jota kehomme lukee määrittääkseen, miltä näytämme, miten kasvamme ja miten toimimme”, selitti Alyssa Blesson, sertifioitu geenineuvoja Kennedy Krieger-instituutissa Baltimoressa.
ajattele geeniä DNA: n pakettina, jolla on tietty tehtävä, kuten tehdä elimistösi tarvitsema proteiini tai luoda jotain. Geenit sisältävät ohjeet hemoglobiinin, punasolujen proteiinin, valmistamiseksi, joka kuljettaa happea keuhkoista kehon muihin osiin. Muiden geenien tehtävänä on tehdä hiuksistasi tummanruskeat, silmistäsi pähkinänruskeat tai veriryhmästäsi O.
geenisi – niitä on yli 20 000 – sijaitsevat 46 kromosomissa. Saat puolet kromosomeistasi-tarkalleen ottaen 23-biologiselta isältäsi ja puolet biologiselta äidiltäsi. Kummaltakin vanhemmalta saatavat sarjat täsmäävät (sinulla on kaksi kopiota jokaisesta kromosomista 1-22) lukuun ottamatta sukupuolikromosomeja. Nämä tunnetaan kirjaimilla X ja Y. Tytöt perivät yhden X-kromosomin kummaltakin vanhemmalta; pojat perivät X: n äidiltä ja Y: n isältä.
monien vuosien ajan suurin osa siitä, mitä tiesimme geneettisistä olosuhteista, tuli kromosomien tai tiettyjen geenien analysoinnista. Jotkut kehityshäiriöt johtuvat siitä, että kromosomi puuttuu tai on ylimääräinen, mikä tapahtuu yleensä hedelmöitymishetkellä. Downin syndrooma johtuu siitä, että kromosomista 21 on kolme kopiota tavanomaisen kahden sijaan. Fragile X-oireyhtymän aiheuttaa yhden geenin muutos X-kromosomissa. Autismi vaikuttaa epätavallisen suuri määrä ihmisiä Downin oireyhtymä (5-10 prosenttia3), ja hauras X (lähes kolmannes4). Kuten näette, erilaiset geneettiset olosuhteet on yhdistetty autismiin.
tietämyksemme autismin genetiikasta – ja genetiikasta yleensäkin – alkoi räjähdysmäisesti 2000-luvulla. Siihen aikaan tiedemiehet ympäri maailmaa saivat valmiiksi vuosikymmenen kestäneen tehtävän kartoittaa kaikki ihmisten kantamat geenit, joita kutsutaan ihmisen genomiksi.
laboratoriot ovat kehittäneet testejä, joiden avulla ne voivat havaita hyvin pieniäkin muutoksia ihmisen DNA: ssa tai kromosomeissa. Yksi tällainen geenitesti – ja niitä on monia – on kromosomin mikroarray-testi. Tätä testiä varten laboratorio ei etsi vain puuttuvaa tai ylimääräistä kromosomia, vaan myös puuttuvaa tai ylimääräistä kromosomin osaa. Kappaleen koosta riippuen ihmisellä voi olla yksi tai useampia ylimääräisiä tai puuttuvia geenejä.
näitä kromosomissa tapahtuvia muutoksia kutsutaan kopioluvun muunnoksiksi tai muunnoksiksi, lyhemmin CNVs: ksi. Lääkäri voi suositella muita geenitestejä joku autismi, samoin.5 yksittäisen geenin tai kromosomin osan muutoksia kutsutaan joskus mutaatioiksi.
tarkoittaako geneettinen perittyä?
geneettinen muutos voi periytyä suoraan vanhemmalta, tai se voi tapahtua ensimmäistä kertaa lapsessa, Blesson sanoi. Geneettisiä muutoksia, jotka eivät periydy äidiltä tai isältä, kutsutaan nimellä ”de novo”, joka on latinankielinen termi, joka tarkoittaa ”uutta.”On vaikea sanoa tarkasti, miksi tietty uusi mutaatio tapahtuu. Nämä de novo mutaatiot voivat selittää, miksi joku on autismi, tai muu sairaus, kun kukaan muu heidän perheessään ei.
mutaatiot eivät välttämättä ole hyviä tai huonoja, ja ne voivat periytyä tuleville sukupolville. Jotkut mutaatiot eivät vaikuta terveyteen, kuten ne, jotka aiheuttivat punaisia hiuksia. Toisista voi olla etua, kuten tyypin 2 diabetekselta suojaava mutaatio.6
1970-luvulta lähtien tutkijat ovat kaksostutkimusten perusteella uskoneet, että autismiriskiin vaikuttavat voimakkaasti geneettiset tekijät.7 yli kolme neljäsosaa ajasta, jos yhdellä identtisellä kaksospojalla on autismi, hänen kaksosellaankin on.8. Mielenkiintoista on, että luku ei ole 100 prosenttia, mikä viittaa siihen, että muut tekijät vaikuttavat lapsen autismin kehittymiseen. (Lisää siitä myöhemmin.)
geneettisten muutosten Metsästys
CNV: t, ylimääräiset tai puuttuvat osat kromosomista, ovat yksi autismin tutkimuksen painopiste. Jos tarpeeksi autistisilla ihmisillä on sama CNV, tutkijat saattavat epäillä yhteyttä autismiin. Tutkimalla kyseisen paikan geenejä ja sitä, mitä niiden oletetaan tekevän, tutkijat toivovat saavansa selville, mikä aiheuttaa autismin – ja mahdollisesti jonain päivänä, mikä voisi hoitaa sen oireita.
tutkijat ovat tutkineet DNA: ta Simons Simplex-kokoelmasta, johon kuuluu 2 600 perhettä, joilla kullakin on yksi autistinen lapsi. Tutkimus on niin sanottu, koska sitä rahoittaa Simons Foundation Autism Research Initiative eli SFARI. Tutkijat havaitsivat, että uudet geneettiset muutokset näyttivät edistävän autismia joka kymmenennellä lapsella kyseisessä Simons-projektissa.9
tutkijat havaitsivat puuttuvan tai ylimääräisen geneettisen materiaalin tietyillä alueilla kromosomeissa 1, 3, 7, 15, 16 ja 22. He tunnistivat myös 65 geeniä, joiden he uskovat lisäävän riskiä sairastua autismiin. On kiinnostavaa, että näitä geneettisiä muutoksia havaittiin lapsilla, joiden älykkyysosamäärä vaihteli alhaisesta korkeaan. Se viittaa siihen, että nämä muutokset vaikuttavat autismiin, eivät älykkyyteen.9
ja vaikka pojilla ja tytöillä oli mutaatioita samoilla alueilla, tytöillä niitä oli enemmän. Tutkijoiden mukaan tämä voi johtua siitä, että autismin tuottamiseen tarvitaan enemmän mutaatioita tytöillä, jotka vaikuttavat muuten vastustuskykyisiltä tilan kehittymiselle. Tämä on teoria, jota kutsutaan ”naisten suojavaikutukseksi” ja joka yrittää selittää, miksi vain noin 20 prosenttia autisteista on tyttöjä tai naisia.9
SSC-tutkimuksessa tutkijat uskovat, että joillakin autismiin liittyvillä geeneillä on rooli siinä, miten hermosolut kommunikoivat. Muilla tunnistetuilla geeneillä on rooli sisäisessä kytkentäjärjestelmässä, joka kytkee tietyt geenit päälle tai pois päältä.
Toki suurimmalla osalla SSC-projektin lapsista ei ollut geenimuutoksia näissä autismin korkean riskin paikoissa, ainakaan sellaisina kuin ne määriteltiin, kun kyseinen tutkimus julkaistiin vuonna 2015.
geenitutkimuksen jatkuessa epäilyttävien CNV: iden ja geenien määrä kasvaa. Sfarin toinen tutkimushanke SPARK for Autism etsii autismiin liittyviä CNV: itä ja geenejä kaikista kromosomeista. SPARK käyttää” alustavaa luetteloa 11 CNV: stä ja 78 yksittäisestä geenistä”, kerrotaan Neuron-tiedelehdessä vuonna 2018 julkaistussa artikkelissa.10,11 se lista kasvaa jatkuvasti, SPARK on selittänyt.
perheet, jotka osallistuvat Sparkin kaltaisiin tutkimushankkeisiin, voivat selvittää, onko heillä ja heidän autistisella lapsellaan autismiin liittyvä geneettinen muutos. (Huomautus: useimmat geneettiset tutkimukset eivät anna osallistujille omia testituloksia.)
onko minulla autismiin liittyvä geenimuutos?
yleisempi tapa selvittää asia on käydä lääkärissä, kuten lääketieteellisessä geneetikossa, joka voi suositella testausta. Geneettiset neuvonantajat, kuten Ms. Blesson, auttavat perheitä, kun he päättävät, tehdäänkö testejä ja millaisia testejä on. Ne auttavat myös perheitä ja potilaita ymmärtämään testituloksiaan.
”yritän auttaa perheitä navigoimaan diagnostisella odysseialla selvittääkseni, miksi heidän lapsellaan on autismi”, neiti Blesson sanoi. ”Aloitamme testaamalla lasta. Yritämme löytää sen geneettisen muutoksen, joka on aiheuttanut hänelle lisääntyneen riskin sairastua autismiin.”
mitä tapahtuu, jos testit viittaavat tiettyyn geneettiseen muutokseen tai tilaan?
useimmissa geneettisissä sairauksissa ei ole tiettyä parannuskeinoa tai hoitoa, mutta näiden tietojen saamisesta voi olla muutakin hyötyä. Tietäen, että lapsella on tietty geneettinen muutos voi varoittaa terveydenhuollon tarjoajat testata muita ehtoja, jotka voivat mennä sen mukana. Autismiin liittyvän geenin SCN2A: n muutokset voivat vaikuttaa siihen, millaista epilepsialääkitystä henkilö ottaa, Sparkin tieteellinen johtaja, filosofian tohtori Pamela Feliciano arvioi.12
myös perheet voivat saada tietää, mitä odottaa tulevaisuudessa, jos se tieto on saatavilla.
”joskus tieto on valtaa”, neiti Blesson sanoi. ”Jos teemme diagnoosin jotain, joka on geneettinen, jos on olemassa tukiryhmiä tai organisaatioita muita yksilöitä, joilla on sama geneettinen muutos, se voi olla hyödyllistä yhdistää näiden yksilöiden tai perheiden.”
jotkut vanhemmat haluavat tietää, jakavatko he myös lapsensa geenimuutoksen, ja voisivatko he siirtää sen tulevalle vauvalle. He voisivat käydä testaamassa itseään oppiakseen lisää, neiti Blesson sanoi.
monet testattavat saattavat tietenkin löytää mutaatioita kokonaan, löytää merkitykseltään tuntemattomia muutoksia tai oppia asiaan liittymättömiä tietoja.
jotkut ihmiset ovat huolissaan syrjinnästä, joka perustuu heidän geenitestituloksiinsa, Blesson sanoi. Yhdysvaltain laki, Genetic Information Nondiscrimination Act, pyrkii suojelemaan ihmisiä geneettiseltä syrjinnältä sairausvakuutuksissa ja työelämässä. Jotkin osavaltioiden lait voivat tarjota lisäsuojaa. (KS. lisävarat jäljempänä.)
genetiikka ja ympäristö
autismin syyt ovat äärimmäisen monimutkaisia.
” autismin syyt ovat äärimmäisen monimutkaisia. Useimmissa tapauksissa uskomme, että monet tekijät vaikuttavat sen kehittymiseen, eivät vain yhtä tai toista”, sanoi epidemiologi Craig Newschaffer, Ft, Autism Speaks-lehden haastattelussa vuonna 2017.13
tutkijat jatkavat ”ympäristön” roolin tutkimista autismiriskissä. Ympäristö merkitsee tässä yhteydessä enemmän kuin luonto, vaikka siihen sisältyykin altistuminen saasteille, torjunta-aineille ja vaarallisille kemikaaleille. Se sisältää myös monia muita asioita vanhempien iästä lähtien, kun he tulevat raskaaksi; raskaana olevan naisen sairaudet, sairaudet ja ravitsemus; ja tapahtumat, jotka tapahtuvat lapsen syntymän yhteydessä ja sen jälkeen.
esimerkiksi ilmansaasteille, maatilojen torjunta-aineille ja vaarallisille kemikaaleille altistuminen on tutkimusten mukaan lisännyt autismiriskiä.Myös 14-18 vanhemman lapsella sekä lapsilla, joiden äideillä oli raskauden aikana ongelmia, kuten raskausdiabetes ja verenvuoto, on suurempi riski sairastua autismiin.19
Epigenetiikan tutkijat tutkivat ihmisen ympäristössä vallitsevia olosuhteita, jotka kääntävät geenit pois päältä tai päälle muuttamatta itse geenejä. Nämä epigeneettiset vaikutukset voivat olla positiivisia tai negatiivisia. Niitä ovat ihmisen ruokavalio, liikunta, psykologinen stressi, sosiaaliset vuorovaikutukset ja altistuminen sairauksille, päihdelääkkeille, lääkkeille ja myrkyllisille kemikaaleille.20 nämä altistukset voivat vaikuttaa ”kemiallisiin tekijöihin, jotka tarttuvat DNA: n selkärankaan”, selitti Tri Newschaffer Ian ja SPARK for Autism-järjestön jäsenille järjestetyssä verkkoseminaarissa.
mielenkiintoista on, että nämä muutokset geenien toiminnassa voivat periytyä vanhemmalta lapselle. Esimerkiksi miehet valmistavat spermaa koko elämänsä ajan, sanoi epidemiologian ja biostatistiikan professori ja tutkimuksen apulaisdekaani Tri Newschaffer Drexelin yliopistosta. Heidän altistumisensa kemikaaleille ja muille ympäristötekijöille voi aiheuttaa epigeneettisiä muutoksia siittiöihin, jotka voivat vaikuttaa heidän vauvoihinsa, hän sanoi.
Jos haluat lisätietoja geeniemme, ympäristövaikutustemme ja epigenetiikkamme vuorovaikutuksesta, katso DNA and the Environment: What Determines How Our Genes Work?