Таинственный скелет показывает сложность генетических заболеваний

Причудливый человеческий скелет, который, по слухам, имел внеземное происхождение, получил довольно полную геномную картину, результаты которой представили исследователи из Стэнфордского университета медицины.

Выводы устраняют любые остающиеся затруднения в отношении родной планеты образца — это, без сомнения, человек, — но более того, анализ отвечает на другие вопросы, которые уже давно являются генетической загадкой.

После пяти лет глубокого геномного анализа Гарри Нолан, доктор философии, профессор микробиологии и иммунологии в Стэнфорде, и Атул Батт, доктор медицины Калифорнийского университета в Сан-Франциско, определили мутации ответственные за аномальный образец. Исследователи обнаружили мутации не одного, а нескольких генов, которые, как известно, управляют развитием костей; более того, некоторые из этих молекулярных странностей никогда не описывались ранее.

«Мы часто ищем одну причину — одну очень редкую или необычную мутацию, которая может объяснить болезнь. Но в этом случае мы довольно уверены, что несколько вещей пошло не так», — сказал Батт. Это указывает на то, что поиск одной мутации или даже мутации, которые, как известно, вызывают конкретное заболевание, может препятствовать исследователям искать другие потенциальные генетические причины и, в свою очередь, потенциальные методы лечения пациентов.

Человек? Примат? Инопланетянин?

Скелет, по прозвищу Ата, был обнаружен более десяти лет назад в заброшенном городе в пустыне Атакама, в Чили. Размеров всего 15 сантиметров в высоту, с угловым, удлиненным черепом и наклонными глазницами, он наделал много шума и заставил говорить о его инопланетном происхождении.

«Я слышал об этом экземпляре через своего друга, и мне удалось получить его образец», — сказал Нолан. «Вы не можете смотреть на этот образец и не думать, что же это такое, это довольно драматично. Поэтому я сказал своему другу:«Что бы это ни было, если у него есть ДНК, я могу сделать анализ ».

С помощью Ральфа Лахмана, доктора медицинских наук, профессора радиологии в Стэнфорде и специалиста по типу педиатрической болезни костей, ученые провели анализ загадочного существа. Их анализ указывал на решающий вывод: это был скелет человеческой женщины, вероятно, плода, который страдал серьезными генетическими мутациями. Кроме того, Нолан видел, что Ата, хотя и, скорее всего, плод, имел костный состав 6-летнего ребенка, что свидетельствует о редком расстройстве костной ткани.

«Мы думали, что это будет интересное упражнение в применении инструментов, которые мы имеем сегодня, чтобы действительно увидеть, что мы можем найти», — сказал он. «Фенотип, симптомы и размеры этой девушки были чрезвычайно необычными, и анализ этих действительно загадочных образцов учит нас, как лучше анализировать ДНК детей сегодня в современных условиях».

Новые идеи через старый скелет

Чтобы понять генетические факторые, Батт и Нолан извлекли небольшой образец ДНК из ребер Ата и секвенировали весь геном. Скелету около 40 лет, поэтому его ДНК современная и все еще относительно неповрежденная. Кроме того, данные, собранные из секвенирования цельного генома, показали, что молекулярный состав Aта совпадает с составом генома человека. Нолан отметил, что 8 процентов ДНК было невозможно сопоставить с ДНК человека, но это было связано с деградированным образцом, а не с внеземной биологией. (Позже, по словам Нолана, более сложный анализ смог сопоставить до 98 процентов ДНК.)

Геномные результаты подтвердили чилийское происхождение Ата и обнаружили множество мутаций в семи генах, которые отдельно или в комбинации способствуют различным деформациям костей, лицевым мальформациям или скелетной дисплазии, более широко известным как карликовость. Некоторые из этих мутаций, хотя и обнаружены в генах, которые уже известны, вызывают заболевание, которое никогда ранее не было связано с ростом костной ткани или нарушениями развития.

«Анализ загадочного образца, такого как геном Ата, может научить нас, как обрабатывать текущие медицинские образцы, которые могут быть вызваны множественными мутациями», — говорят исселодователи. «Когда мы изучаем геномы пациентов с необычными синдромами, генетически может быть задействовано более одного гена, что не всегда учитывается.»

«Теперь мы знаем, что это ребенок, и, вероятно он умер, либо до, либо сразу после родов», — сказал Гарри Нолан. «Я думаю, что он должен быть возвращен в страну происхождения и похоронен в соответствии с обычаями местного населения.»

Больше информации: Bhattacharya S, Li J, Sockell A, Kan M, Bava F, Chen, S, Ávila-Arcos M, Ji X, Smith E, Asadi N, Lachman R, Lam H, Bustamante C, Butte A, Nolan G. 2018. Whole genome sequencing of Atacama skeleton shows novel mutations linked with dysplasia. Genome Research, dx.doi.org/10.1101/gr.223693.117