Ученые диагностируют синдром Дауна по ДНК в древних костях младенцев – The Irish Times

Ученые диагностировали синдром Дауна по ДНК в древних костях семи младенцев, возраст одного из которых составляет 5500 лет. Их метод, опубликованный в журнале Nature Communications, может помочь исследователям узнать больше о том, как доисторические общества лечили людей с синдромом Дауна и другими редкими заболеваниями.

Синдром Дауна, который сегодня встречается у одного из 444 младенцев в Ирландии, вызван дополнительной копией хромосомы 21. Дополнительная хромосома производит дополнительные белки, которые могут вызвать множество изменений, включая пороки сердца и неспособность к обучению.

Ученые изо всех сил пытались выяснить историю этого заболевания. Сегодня у пожилых матерей чаще всего рождаются дети с этим заболеванием. Однако в прошлом женщины с большей вероятностью умирали молодыми, что могло сделать синдром Дауна более редким, а дети, рожденные с ним, имели меньше шансов выжить без операции на сердце и других методов лечения, которые продлевают их жизнь сегодня.

Археологи могут определить некоторые редкие заболевания, такие как карликовость, только по костям. Но синдром Дауна, также известный как трисомия 21, является чрезвычайно изменчивым заболеванием. У людей с этим заболеванием могут наблюдаться различные комбинации симптомов, а также тяжелые или легкие формы. В результате археологам сложно с уверенностью диагностировать у древних скелетов синдром Дауна. «Вы не можете сказать: «О, это изменение есть, значит, это трисомия 21», — сказала доктор Юлия Грески, антрополог из Немецкого археологического института в Берлине, которая не участвовала в новом исследовании.

Напротив, идентифицировать синдром Дауна генетически несложно, по крайней мере, у живых людей. В последние годы генетики тестируют свои методы на ДНК, сохранившейся в древних костях. Однако это было непросто, потому что ученые не могут просто сосчитать полные хромосомы, которые после смерти распадаются на фрагменты.

В 2020 году Лара Кэссиди, генетик из Тринити-колледжа в Дублине, и ее коллеги впервые использовали древнюю ДНК, чтобы диагностировать у ребенка синдром Дауна. Они исследовали гены скелетов, захороненных в 5500-летней гробнице в западной Ирландии. Кости шестимесячного мальчика содержали необычно большое количество ДНК 21-й хромосомы.

С тех пор Адам Рорлах, статистик из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, и его коллеги разработали новый метод поиска генетической подписи, который они могут использовать для быстрого изучения тысяч костей.

Идея пришла к Рорлаху, когда он разговаривал с ученым института о процедурах поиска древней ДНК. Поскольку высококачественное секвенирование ДНК обходится очень дорого, исследователи проверяли кости с помощью дешевого теста, называемого секвенированием дробовика, прежде чем отобрать несколько костей для дальнейшего исследования.

[ Down syndrome: Greatly improved life expectancy comes with new challenges ]

Если в кости все еще сохранилась ДНК, тест выявил множество крошечных генетических фрагментов. Очень часто они происходили от микробов, разрастающихся в костях после смерти. Но некоторые кости также содержали ДНК, по которой можно было узнать, что это человеческая ДНК, и те, у кого был высокий процент, были отмечены для дополнительных тестов.

Рорлах узнал, что институт таким образом проверил почти 10 000 человеческих костей, а результаты всех секвенирований были сохранены в базе данных. Рорлаху и его коллегам пришло в голову, что они могли бы просканировать базу данных на наличие дополнительных хромосом. «Мы думали: «Никто никогда не проверял подобные вещи», — сказал Рорлах.

Он и его коллеги написали программу, которая сортировала фрагменты восстановленной ДНК по хромосомам. Программа сравнила ДНК каждой кости со всем набором образцов. Затем он определил определенные кости, которые имели необычное количество последовательностей, происходящих из определенной хромосомы.

Через два дня после их первого разговора компьютер выдал результаты. «Оказалось, что наша догадка оказалась верной», — сказал Рорлах, который сейчас является доцентом Университета Аделаиды в Австралии.

Они обнаружили, что в коллекции института есть шесть костей с лишней ДНК из 21 хромосомы – признак синдрома Дауна. Три принадлежали младенцам в возрасте до года, а остальные три — плодам, умершим до рождения.

Рорлах также продолжил исследование Кэссиди 2020 года. Он использовал свою программу для анализа секвенирования ирландского скелета и обнаружил, что он также несет дополнительную хромосому 21, что подтверждает ее первоначальный диагноз.

Кроме того, Рорлах нашел еще один скелет с дополнительной копией 18-й хромосомы. Эта мутация вызывает состояние, называемое синдромом Эдвардса, которое обычно приводит к смерти до рождения. Кости принадлежали нерожденному плоду, который умер на сроке 40 недель.

Новое исследование не позволяет Рорлаху и его коллегам определить, насколько распространен был синдром Дауна в прошлом. Многие дети с этим заболеванием, вероятно, умерли, не достигнув совершеннолетия, а хрупкие кости детей вряд ли сохранятся. «Существует так много неопределенности в отборе проб и в том, что мы можем и не можем найти», — сказал Рорлах. «Я думаю, что это был бы очень смелый статистик, который попытался бы сделать слишком много из этих цифр».

Но Рорлах счел важным тот факт, что трое детей с синдромом Дауна и один с синдромом Эдвардса были похоронены в двух соседних городах на севере Испании между 2800 и 2400 годами назад.

Обычно людей в этой культуре кремировали после смерти, но этих детей хоронили внутри зданий, иногда с драгоценностями. «В этих домах хоронили особенных младенцев по причинам, которые мы пока не понимаем», — предположил Рорлах. – Эта статья первоначально появилась в New York Times.

2024-03-19 19:02:43


1710875681
#Ученые #диагностируют #синдром #Дауна #по #ДНК #древних #костях #младенцев #Irish #Times