2017开篇就要发发发！天昊WES+家系连锁分析助力客户见刊《Genetics in Medicine》

这个假期，红包发的有点high！

小编一开工，就看到天昊的外显子测序技术和家系连锁分析，成功助力客户解析了1个5代黄斑病变家系的致病原因，文章于2017年1月26日见刊《Genetics in Medicine》杂志。小编的内心，简直比过年收红包还开心，瞬间忘记了所有烦恼---比如“这个年胖的那些肉”。

话不多说，一起看文章吧！

英文题目：GUCA1A mutation causes maculopathy in a five-generation family with a wide spectrum of severity

中文题目：GUCA1A基因突变引发一个5代家系不同严重程度的黄斑变性

单位：南医大附属第一医院

发表时间：2017年1月26日

IF：7.71

参考文献：X Chen et al. Genet Med.2017 Jan 26.

研究背景

遗传性视网膜色素变性（IRDs）包括了一系列视网膜退行性疾病，具有典型的遗传和临床异质性。目前，RetNet(https://sph.uth.edu/retnet/)数据库记载了与IRDs发病有关的293个位点（256个基因）。中央晕轮状脉络膜萎缩(centralareolar choroidal atrophy，CACD)是一种特殊类型IRDs，目前已有2个基因的突变被报道参与CACD的发病。该研究收集到的家系，是一个5代IRDS家系，纳入了18名患者和18名未患病家系成员。该家系内患者的患病严重程度差异很大，包括了轻度光感受器变性至中央晕轮状脉络膜萎缩等多种类型。

  图1：一个5代IRDs家系基于全基因组STR连锁分析图将致病突变定位于6号染色体。黑色实心图为患者，空心图为健康成员，星号标记样本收集了外周血。

研究方法

• 家系连锁分析：对14例患者和4例家系健康成员进行全基因组366个STR位点分型，后续进行全基因组连锁分析，定位该家系的致病基因所在基因组区域

• 外显子测序：对2例患者（家系第4代的3号患者和13号患者）进行外显子测序

• 生信预测：进行突变位点的保守性预测；蛋白晶体结构预测

• 质粒构建和mRNA生成：构建野生和突变型质粒，生成野生和突变型mRNA

• 斑马鱼胚胎实验：斑马鱼胚胎注射人工生成的突变和野生型mRNA，后续检测基因表达和斑马鱼眼睛结构变化

研究结果

• 基于13例患者和4名家系健康成员的全基因组STR连锁分析，定位出该家系致病基因位于6号染色体，与疾病共分离。关键区域介于D6S276 和D6S460位点之间, log odds 最大值为4.54，处于D6S1610。

• 2例患者的外显子测序共检测到变异127,904个，经过生信预测、过滤和一代验证，仅一个杂合突变c.359_360delinsTT（GUCA1A gene）被认为是可能的致病突变。且该突变与疾病共分离，未在423例匹配的健康对照人群和5个单核苷酸多态数据库检测到。更为关键的是，该基因处于家系连锁分析定位的6号染色体关键区域。

• c.359_360delinsTT（p.R120L ，GUCA1A gene）突变，导致了氨基酸的改变。该位点在大部分物种中都是保守的，且位于EF-hand domain，该domain参与钙离子的结合。该突变经预测提示，可能改变蛋白的晶体结构。

• 斑马鱼实验确认该突变通过gain-of-function方式引发感光细胞损伤, 视网膜色素上皮细胞退化和眼部血管异常

• 斑马鱼实验确认已报到的GUCA1A p.D100E突变通过显性负突变作用引发感光细胞和视网膜色素上皮细胞功能损伤

研究结论

GUCA1A基因突变可导致多种类型的黄斑病变，包括一种严重的黄斑病变类型：中枢性心室脉络膜萎缩。GUCA1A突变的不同致病模式可能解释了黄斑病变的表型多样性。

Take home message

Gain of function mutation（功能获得型突变）：突变后能够获得某种功能的突变就叫功能获得性突变。

dominant negative mutation（显性负突变）：凡一对等位基因中因其中一个突变或丢失所致的另一个正常等位基因的功能活性丧失 ,都称为显性负突变。

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