"Эффект бабочки" может объяснить некоторые генетические причины аутизма

Эффект бабочки может служить объяснением активации генов, связанных с аутизмом, в ДНК. По последнему исследованию, сложный волновой эффект мутаций в генах, не имеющих отношения к аутизму, может в конечном итоге воздействовать на активность генов, связанных с этим расстройством.

Механизм работы заключается в том, что ДНК содержит генетический материал, известный как промоторы, которые регулируют активацию и деактивацию генов. Так как ДНК имеет трехмерную структуру, промоторы могут контролировать гены, находящиеся на большом расстоянии от них в последовательности ДНК.

Эти промоторы и соответствующие гены образуют топологически ассоциированный домен (TAD).

Из-за этого сложного механизма, у человека, у которого нет мутаций в генах, связанных с аутизмом, расстройство может все равно развиться из-за мутаций в промоторах на других участках генома. Это новое исследование, опубликованное в журнале Cell Genomics, исследует эту идею.

Аутизм часто передается по наследству, и оценивается, что от 40% до 80% случаев связаны с наследственными генами. Однако также возможны спонтанные мутации в ДНК, вызывающие аутизм. Эти мутации обнаружены в "некодирующих" участках ДНК, которые составляют большую часть генома.

До проведения этого исследования было мало данных о том, как мутации в некодирующей ДНК влияют на вероятность развития расстройства аутистического спектра (РАС). Новые результаты, полученные после анализа геномов более 5000 человек с аутизмом, указывают на прямую связь между аутизмом и механизмами регуляции генов, особенно с TAD, содержащими гены, связанные с аутизмом.

Даже небольшие изменения в последовательности ДНК в некодирующих областях могут значительно повлиять на экспрессию генов, что увеличивает риск развития РАС. Это сравнивается с эффектом бабочки, где небольшое изменение в начальном состоянии сложной системы имеет далеко идущие последствия.

В дополнительных экспериментах с использованием технологии редактирования генов CRISPR на стволовых клетках человека, исследователи подтвердили влияние мутаций в промоторах TAD на гены, связанные с аутизмом.

Дальнейшие исследования планируются для выявления других типов некодирующих мутаций, которые могут влиять на вероятность развития аутизма.