现代遗传学的答案古老的第四个问题·加罗德表明新陈代谢的先天的错误

五十年pentosuria参与研究后,一次遗传疾病误认为是糖尿病,15个家庭医学遗传学家再次欢迎进入他们的生活。他们愿意与先进的基因组DNA分析技术解决了一百多年的一个谜。

华盛顿大学的研究人员报道以色列和瑞士在10月31日版的解决方案美国国家科学院院刊》上。

他们的发现可能有助于阐明历史和地理的模式基因突变——当人类突变出现,以及如何在一代又一代和迁移人类。

Pentosuria几乎只发生在德系犹太人的祖先可追溯至中世纪的中部或东欧。传统上,德系犹太人在宗教和民族结婚。

阿诺Motulsky博士名誉教授医学、分工医学遗传学,在华盛顿大学基因组科学和医学遗传学的学科的创始人之一,是这项研究的资深作者。他是遗传学家侦探追查到家庭和那些负责代谢的基因突变情况,在他们的家庭。

20世纪中期,早期临床测试方法不区分pentosuria和糖尿病。混乱导致治疗有潜在危险的错误。

糖尿病患者血糖水平上升的问题,一个六元糖,而pentosuria导致高水平的一个五碳糖、木酮糖,尿液和血液中。Pentosuria本身是完全无害的。但当pentosuria患者误诊为糖尿病,胰岛素,收到他们血糖水平暴跌,他们遭受了胰岛素反应。

的诊断错误动机纽约市生化学家玛格丽特·拉斯科设计准确尿检的五碳糖pentosuria的特征。这个测试,准确检测尿液中葡萄糖,解决这个问题。

“pentosuria患者,不需要治疗,临床关注,不再来”Motulsky说。

拉斯科也进行了广泛的家庭背景和生存pentosuria病人的研究。她认为pentosuria,对寿命没有影响,没有临床症状,是继承了作为一个常染色体隐性条件:一个人必须从父母继承诱发基因序列的障碍。

四Pentosuria保持最后·加罗德表明先天性代谢缺陷的负责任的DNA突变是未知的。博士在1904年伦敦皇家学院的阿奇博尔德·加罗德表明了某些遗传性代谢条件特异基因引起的错误。

Garrod猜测,突变破坏了一个特定的化学反应。他给了例子白化病,胱氨酸尿,尿黑酸尿,pentosuria。这些特征的潜在突变三已经被发现了。

到2002年,研究人员发现酶的编码基因通常rid的身体多余的木酮糖。在pentosuria仍然没有确定突变。

然而,DNA测序过程中,华盛顿大学基因组学实验室的mary - claire King博士偶然发现了这种基因的删除一个人的德系犹太人的背景。国王是一个医学教授,医学遗传学的部门,在华盛顿大学基因组科学。

国王和Motulsky猜测,因为变异的基因导致蛋白质失踪约50个氨基酸,它无法产生正确的sugar-busting酶。

Motulsky王,他们的团队,和他的同事们从以色列和瑞士着手,以确定这种突变pentosuria引起的。其他华盛顿大学的研究人员参与研究的莎拉•皮尔斯Cailyn Spurrell,明李,和周日流浪的基因组科学和医学遗传学的部门,医学系的;部门的杰西卡Mandell医学遗传学,和迈克尔MacCoss和迈克尔Bereman系的基因组科学。

连接pentosuria的突变的问题,有条件的人们也不再在他们的医生的办公室。当前的尿检不检查这个特质。

偶然地,在1976年去世之前,拉斯科委托Motulsky广泛研究档案上的障碍。她希望将来Motulsky或他的同事可以开展新的研究来确定pentosuria的遗传原因。

Motulsky打电话写信给拉斯科的家庭姓名记录。从原始的研究参与者与pentosuria或已故人的孩子pentosuria同意这项新研究。15个家庭了。

遗传分析的DNA样本家庭发现了两种不同DCXR突变与xylulose-breaking酶功能的损失。与pentosuria九个不相关的人,六有一个类型的突变,有另一个,两个都。没有活跃的酶的问题在他们的血液细胞,和血液中都有高水平的木酮糖。这证实了突变和代谢误差之间的关系。

研究两个突变的频率在1067年德系犹太人表明一个突变比另一个更常见的和建议pentosuria发生在约3330人的祖先。黎巴嫩Pentosuria也被发现在一个大的家庭,一个日本的家庭,和一个印度Athabascan加拿大不列颠哥伦比亚,但这些人是不知道的突变。

两个DCXR突变的频率导致德系犹太人pentosuria遵循一个模式的其他罕见的隐性突变在这个人口。以色列国家基因数据库显示,大多数“犹太基因疾病”,包括泰(goldman Sachs)疾病,Canavan综合症,枫糖尿病和戈谢病,两个或两个以上的相同基因的突变被发现,与一个突变比另一个更常见,据研究人员。

囊性纤维化等条件和某些遗传性听力损失在犹太人和其他团体,是常见的两个或两个以上的相同基因的突变被发现,更常见的突变发现整个欧洲和不太常见的一个特定的欧洲犹太人。

其他的研究表明,许多德系犹太人“创始人”突变的遗传疾病可以追溯到三个时间段:犹太人在中东地区的扩张大约100代之前,犹太人进入中欧大约50代之前,和他们的运动到立陶宛和和解大约12代前的苍白。(人类一代大约30年)。

“这将是有趣的年龄来确定新发现pentosuric突变相对于犹太历史在欧洲,”研究人员在当前美国科学院院刊》上发表了一篇论文。

尽管pentosuria先前的研究表明,它完全是良性的,动物研究表明DCXR酶突变导致酶的损失函数可能在肾损伤中发挥作用。如果是这样,pentosuria和糖尿病患者糖尿病肾病可能更容易。