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Exome Sequencing Identifies ZNF644 Mutations in High Myopia

热1 唐唐添加于 2011-6-24 02:56 | 3355 次阅读 | 1 个评论

作者
Shi Y, Li Y, Zhang D, Zhang H, Li Y, Lu F, Liu X, He F, Gong B, Cai L, Li R, Liao S, Ma S, Lin H, Cheng J, Zheng H, Shan Y, Chen B, Hu J, Jin X, Zhao P, Chen Y, Zhang Y, Lin Y, Li X, Fan Y, Yang H, Wang J, Yang Z, Hoh J
摘要
Myopia is the most common ocular disorder worldwide, and high myopia in particular is one of the leading causes of blindness. Genetic factors play a critical role in the development of myopia, especially high myopia. Recently, the exome sequencing approach has been successfully used for the disease gene identification of Mendelian disorders. Here we show a successful application of exome sequencing to identify a gene for an autosomal dominant disorder, and we have identified a gene potentially responsible for high myopia in a monogenic form. We captured exomes of two affected individuals from a Han Chinese family with high myopia and performed sequencing analysis by a second-generation sequencer with a mean coverage of 30× and sufficient depth to call variants at ~97% of each targeted exome. The shared genetic variants of these two affected individuals in the family being studied were filtered against the 1000 Genomes Project and the dbSNP131 database. A mutation A672G in zinc finger protein 644 isoform 1 (ZNF644) was identified as being related to the phenotype of this family. After we performed sequencing analysis of the exons in the ZNF644 gene in 300 sporadic cases of high myopia, we identified an additional five mutations (I587V, R680G, C699Y, 3′UTR+12 C>G, and 3′UTR+592 G>A) in 11 different patients. All these mutations were absent in 600 normal controls. The ZNF644 gene was expressed in human retinal and retinal pigment epithelium (RPE). Given that ZNF644 is predicted to be a transcription factor that may regulate genes involved in eye development, mutation may cause the axial elongation of eyeball found in high myopia patients. Our results suggest that ZNF644 might be a causal gene for high myopia in a monogenic form.
详细资料
- 文献种类:期刊
- 期刊名称: PLoS Genetics
- 期刊缩写: PLoS Genet
- 期卷页: 2011年第7卷第6期 e1002084页
- ISBN: 1553-7404
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医学综合
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ZNF644基因突变或致高度近视

2011年6月9日，四川省人民医院杨正林教授科研团队与深圳华大基因研究院共同在国际知名期刊《公共科学图书馆—遗传学》（PLoS Genetics）上发表合作研究成果——《通过外显子测序技术鉴定高度近视患者的ZNF644基因突变》（Exome Sequencing Identifies ZNF644 Mutations in High Myopia）。这是我国科学家利用外显子测序技术进行单基因病致病基因研究的又一项重要成果，将为近视相关的医学研究奠定重要的生物学基础。

目前，近视是全球最普遍的一种视觉障碍，主要影响因素为环境与遗传因素，其中遗传因素在近视尤其是高度近视的发展中扮演着重要角色。遗传性高度近视多为常染色体隐性或显性遗传，临床上表现为儿童学龄（前）期出现近视，近视度数进行性增加，眼底视网膜脉络膜病变逐年加重，从而产生许多严重的并发症。

本研究选取了一个常染色体显性遗传的高度近视患病家系，通过NimbleGen 2.1M全外显子组捕获芯片与高通量测序技术相结合的方法，对该家系中的两名患者进行外显子测序，发现平均每个个体的全部突变数在1.3万个左右。通过生物信息学分析之后，发现两名患者共有的突变个数为6610个；然后利用公共遗传数据库对这些突变进行过滤，再经过生物信息学软件进行功能预测，得到可能影响基因功能的突变332个。同时，研究人员又对该家系中的另外19个成员进行常规PCR测序及表型与基因型的共分离分析，找到唯一的共分离位点,该位点位于ZNF644基因的第三外显子上（2156A＞G）。此外，该研究团队还通过常规PCR测序进行了三步验证工作，从而推测ZNF644是该高度近视家系的致病基因。

基于高通量测序的外显子捕获技术推动了人类疾病研究，尤其是对单基因病致病基因寻找的研究。自2009年8月外显子测序技术首次被应用于单基因病研究以来，大量研究证明该技术是目前研究单基因病最为快速、高效的方法。由于家系连锁分析需要大量的样本,而现在的家系样本越来越少，已难以满足分析的要求，因此，外显子测序技术将在致病基因研究中发挥更大的作用。（来源：华大基因）

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