“In uno studio precedente avevamo proposto che entrambe le duplicazioni e le eliminazioni di un piccolo pezzo di cromosoma 17 e anche singole mutazioni avvenissero tutte nello stesso evento”, ha detto la co-prima autrice Dr. Claudia MB Carvalho assistente professore di genetica molecolare e umana al Baylor College of Medicine. “Qui abbiamo utilizzato una serie di tecnologie ad alta risoluzione e potenti analisi statistiche per confermare ed espandere le nostre osservazioni precedenti. Per raggiungere questo obiettivo abbiamo dato un’occhiata più da vicino ai cambiamenti genetici in questo piccolo pezzo di cromosoma 17 in una grande coorte di pazienti non correlati che si presentano con la sindrome di Potocki-Lupski o Smith-Magenis.”
” Abbiamo scoperto che la coorte può essere divisa in due gruppi. Un gruppo comprende individui che hanno in comune le stesse alterazioni nella stessa area del DNA. Noi li chiamiamo alterazioni ricorrenti perché osserviamo delezioni ricorrenti o duplicazioni degli stessi segmenti di DNA, ” ha detto co-primo autore Dr. Christine R. Beck, un ex postdoctoral fellow presso Baylor che attualmente è un assistente professore nel Dipartimento di Genetica e Genome Sciences presso l’Università del Connecticut Health Center e il Jackson Laboratory for Genomic Medicine.
Nel secondo gruppo, i ricercatori lo chiamano non ricorrente, ognuno dei pazienti aveva un diverso modello di alterazioni del DNA.
“Il modello di variazione all’interno del gruppo non ricorrente è più complesso di quello del gruppo ricorrente”, ha detto Beck. “Proponiamo che i riarrangiamenti non ricorrenti e ricorrenti avvengano con meccanismi diversi.”
I ricercatori hanno successivamente confrontato i campioni ricorrenti e non ricorrenti per quanto riguarda il numero di mutazioni della coppia di basi singole del DNA. Come riferimento, hanno anche confrontato i campioni dei pazienti con quelli dei rispettivi genitori e con campioni provenienti da individui senza le condizioni.
“Nel gruppo ricorrente abbiamo visto solo quattro dei 19 pazienti con mutazioni all’interno di queste regioni, mentre 13 su 26 pazienti nel gruppo non ricorrente avevano mutazioni e si sono verificate a una velocità da 5 a 50 volte superiore”, ha detto Carvalho. “La maggior parte di queste mutazioni si è verificata all’interno dei geni. Questo è importante perché questo tipo di mutazioni può contribuire alla malattia.”
” Le nostre analisi statistiche hanno mostrato che le mutazioni erano nuove di zecca nei pazienti — i genitori non le portano. Le mutazioni si verificano anche insieme alle duplicazioni o eliminazioni sullo stesso cromosoma 17, e possono verificarsi su un lungo tratto di questa regione”, ha detto il co-autore Dr. Zeynep Coban-Akdemir, uno scienziato informatico e genetica e genomica postdottorato associato di genetica molecolare e umana a Baylor.
“Inoltre,” ha detto il coautore Xiaofei Song, uno studente laureato in genetica molecolare e umana a Baylor, ” le nostre analisi hanno rilevato che un gran numero di mutazioni si verificano intorno ai punti di rottura, i luoghi sul DNA in cui avvengono eliminazioni o duplicazioni e che le mutazioni tendono ad essere vicine l’una all’altra.”
Questo studio ha aperto una finestra sulla complessità dei cambiamenti genetici in questa piccola regione del cromosoma 17 che portano a queste due condizioni rare e suggerisce che altre condizioni che implicano duplicazioni o eliminazioni di segmenti cromosomici possono sorgere da meccanismi simili.
“Quattro scienziate, Claudia, Zeynep, Xiaofei e Christine, provenienti da tutti gli angoli del globo (Brasile, Turchia, Cina e Stati Uniti) hanno scricchiolato un incredibile pezzo di scienza e ci hanno insegnato molto lungo la strada”, ha detto il co-autore corrispondente Dr. James R. Lupski, Cullen Professore di genetica molecolare e umana presso Baylor, ricercatore principale presso il Baylor Hopkins Center for Mendelian Genomics e facoltà con il Baylor genetics and genomics graduate training program.