Genen zorgen voor de aanmaak van eiwitten in de cel. Een veelvoorkomende oorzaak van verstandelijke beperkingen is dat een de novo mutatie (die bij het kind aanwezig is, maar niet bij de ouders) een gen zo beschadigt dat het geen functionele eiwitten meer produceert. Het gebrek aan dit eiwit leidt dan tot ziekte. Bij een aantal ziektegerelateerde genen is gezien dat een de novo mutatie het gen niet uitschakelt, maar waarschijnlijk de functie verandert. Deze mutaties komen alleen op specifieke plekken op het gen voor.
Functieverandering
Om er achter te komen hoe vaak dit mechanisme een rol speelt, hebben onderzoekers van het Radboudumc de mutaties in genen van Nederlandse patiënten gecombineerd met een grote internationale database van de novo mutaties in patiënten. Geneticus Christian Gilissen leidde het onderzoek: “Met onze methode kunnen we genen oppikken waarbij mutaties niet het gen uitschakelen, maar waarschijnlijk een ander effect hebben op het gen. We hebben nu met deze methode vijftien genen gevonden waarin mutaties heel erg bij elkaar clusteren. Hiervan zijn er twaalf al gekoppeld aan ontwikkelingsstoornissen. En we vonden drie nieuwe genen die waarschijnlijk ook een rol spelen bij verstandelijke beperkingen.”
Interacties
De gevonden de novo mutaties veranderen maar een heel klein deel van het eiwit. Dit eiwit functioneert dan nog grotendeels hetzelfde, maar niet helemaal. Gilissen: “De mutaties beïnvloeden vaker onderdelen aan het oppervlakte van de eiwitten. Die verstoren de interacties met andere eiwitten, wat tot problemen leidt. Vaak werd gedacht dat mutaties die genen uitschakelen de grootste oorzaak zijn van verstandelijke beperkingen, maar we zien nu dus ook een grote rol voor mutaties die de functie veranderen. Dat is een verrassende ontdekking.”
Clustering mutaties
Dan is er nog de vraag waarom de gevonden de novo mutaties zo specifiek geclusterd zijn. Christian Gilissen: “Daar kunnen verschillende verklaringen voor zijn. Allereerst zien we nauwelijks natuurlijke variatie in deze genen. Als je dit gen volledig uitschakelt, word je misschien niet eens geboren. Alleen mutaties op heel specifieke plekken op het gen zijn levensvatbaar. En dus vind je alleen deze mutaties. Wat ook kan is dat de mutaties bijvoorbeeld een groeivoordeel opleveren voor het sperma waarin ze ontstaan. Dan zouden alleen deze mutaties sneller kunnen overleven.”
Nieuwe mogelijkheden
De drie nieuw gevonden genen die een rol spelen bij het ontstaan van verstandelijke beperkingen leveren nieuwe mogelijkheden op voor de diagnostiek van patiënten. Christian Gilissen: “Belangrijk is dat we een nieuw mechanisme zien waar nog niet zoveel onderzoek naar wordt gedaan. We verwachten dat dit mechanisme in veel meer gevallen een rol speelt bij verstandelijke beperkingen.”