修饰基因增加了精准医学的复杂性。修饰基因是一种具有遗传变异的基因,例如与群体中最常见序列不同的单核苷酸变化。这些变异本身不会引起疾病,但可以通过未知的机制减轻或加剧不同的遗传病表型。
阿拉巴马大学伯明翰分校的 Steven Pittler 博士一直致力于寻找遗传性眼部疾病 59 型视网膜色素变性的修饰基因。RP59 在青少年时期发病后,会在数年或数十年里通过攻击视网膜色素细胞慢慢导致失明。视网膜位于眼睛后部。RP59 是由单核苷酸变化引起的,该变化改变了编码脱氢多利基二磷酸合酶 (DHDDS) 的基因中的一个氨基酸。DHDDS 是蛋白质糖基化所需的双亚基酶的一部分,糖基化是将碳水化合物共价添加到蛋白质上。
RP59 中的 DHDDS 突变导致突触传递改变和视网膜变性。然而,这种疾病似乎不会在身体其他部位引起问题。
蛋白质 N-糖基化和其他蛋白质糖基化途径需要超过 35 种酶。这些蛋白质修饰对于身体所有细胞的功能至关重要,包括细胞间识别、免疫反应、细胞外基质形成、离子和溶质运输以及信号转导。
Pittler 和同事利用 11 名 RP59 患者组成的小组,这些患者在 DHDDS 中都具有相同的致病点突变,检查了与蛋白质 N-糖基化有关的其他五个基因,以寻找表型修饰效应的证据。在这五个基因中,只有一个 ALG6 显示出其基因序列的变异,该变异与 RP59 患者表型的改变相关。ALG6 变体将 ALG6 蛋白中的氨基酸编号 304 从苯丙氨酸更改为丝氨酸。