根据发表在4月16日《自然》（Nature）杂志上的一项新研究，在整个基因组都可以看到唐氏综合症额外的染色体——21三体的有害效应。通过研究一对同卵双胞胎（只有1人患唐氏综合症），由瑞士日内瓦大学医学院的StylianosAntonarakis领导的一个研究小组发现，21三体可以影响其他的染色体。
 
    通过这对少见的双胞胎，研究人员比较了在两个基因完全相同的个体中唐氏综合症对于基因表达的影响。研究人员发现在患有唐氏综合症的孪生子体内，所有染色体上某些区域中正常高水平表达的基因显示表达下降，而某些区域中正常受到抑制的基因表达增高。
 
    科罗拉多大学的Robin Dowell说（未参与该研究）：“他们在整个基因组中获得了这些区域结构，这一事实表明，唐氏综合症更大程度上是一种系统级的反应，而不是我们长期以来简单认为的——只是额外的21号染色体导致了唐氏综合症的症状。”
 
    该研究小组检测了来自双胞胎皮肤成纤维细胞的信使RNA(mRNA)序列。研究人员发现两人之间有182个基因的表达水平存在差异，包括一些编码蛋白质的基因。他们将这些有问题的基因调控区域称作为“基因表达功能障碍区域”（gene expression dysfunction domains, GEDDs），这些GEDDs有可能通过促使生成额外的一些参与基因调控的基因，干扰了细胞的转录调控能力。当他们研究唐氏综合症小鼠模型时发现了相似的一些区域。将来自人类双胞胎的细胞转变为诱导多能干细胞(iPSCs)保留了这些GEDDs。
 
    当研究人员在无亲缘关系的个体中研究这些GEDDs时，他们发现无亲缘关系个体之间的基因表达差异大到足以掩盖这一失调效应，这有可能是没有早些鉴别出这一效应的原因。“我认为唐氏综合症研究群体和转录研究团体并不真正了解这一个体差异性问题的严重程度。我认为这篇论文阐明了这一点。”
 
    “仅添加一个小的DNA片段——大约30MB或1%的基因组，就可以破坏整个的转录组。并且不仅仅是破坏它们，而是以一种特异的、编程的方式破坏它们，”Antonarakis说。他指出这样的基因调控混乱有可能普遍存在于其他染色体异常，包括其他三体相关疾病以及癌症中。
 
    作为引起GEDDs的一种可能原因，Antonarakis和同事们对DNA甲基化改变进行了调查，但发现来自双胞胎的细胞之间胞嘧啶甲基化的水平无显著差异。研究人员将这些功能障碍区域与以往鉴别的核纤层（lamina）相关区域联系起来。
 
    斯坦福大学的Ahmad Salehi（未参与该研究）说，下一步是要揭示GEDDs背后的机制。“是因为个别的一些基因或是因为太多的DNA?这篇论文尚未为我们解答这一问题。如果我们能够证实有一些特殊的基因大规模调控了其他基因的表达，这将是一个重大的发现。”
 
    Antonarakis研究小组接下来计划调查个别基因有可能对唐氏综合症中转录调控造成的影响。

（由徐沁整理提供）