Ученые из Австрии и Чили совершили прорыв в изучении генетических причин эпилептической энцефалопатии — тяжелого заболевания, сопровождающегося судорогами, когнитивными нарушениями и двигательными расстройствами. Им удалось не только выявить опасные мутации в белке SLC13A5, но и разработать алгоритм, который в будущем поможет исследовать другие генетические патологии.
Многие наследственные болезни вызваны не одной распространенной мутацией, а множеством редких изменений в одном и том же гене. Из-за этого их сложно диагностировать и исследовать.
"У человека есть множество генетических заболеваний, связанных с редкими точечными мутациями в одном гене, но их механизмы до сих пор плохо изучены", — поясняют авторы работы.
Биологи разработали методику "глубинного мутационного сканирования", которая позволяет оценивать влияние тысяч точечных изменений в гене на функцию белка. В качестве модели они выбрали SLC13A5 — белок, отвечающий за перенос лимонной кислоты, критически важной для клеточного метаболизма.
Ученые проанализировали более 10 000 возможных мутаций в этом гене и выделили 38, которые сильнее всего нарушали его работу. Затем они проверили свои данные на реальных клеточных культурах и сравнили их с геномами пациентов из базы UK BioBank.
В результате исследователи обнаружили 12 мутаций, которые приводят к наиболее тяжелым формам эпилептической энцефалопатии. Это открытие не только помогает понять механизм болезни, но и дает основу для разработки персонализированных методов лечения.
Интересный факт: Лимонная кислота, транспортом которой занимается белок SLC13A5, играет ключевую роль в цикле Кребса — процессе, обеспечивающем клетки энергией. Нарушение этого механизма может вызывать серьезные неврологические расстройства.