[生物通讯]在加勒比海的大开曼岛（Grand Cayman）上，居民们普遍患有一种严重的神经疾病－－开曼共济失调，此病在世界其它地方没有出现。

先天患有这种罕见遗传病的人肌肉协调能力很差，一定程度上智力迟钝、头部和眼睛的运动失控、说话和行走困难。

现在，密歇根大学医学院的科学家在一项新研究中发现，一个叫做ATCAY基因的两个突变似乎是导致人类开曼共济失调和小鼠的类似神经疾病的祸首。这项研究再次彰显了小鼠对于人类遗传学研究的重要性。

开曼共济失调是100多种症状包括共济失调的罕见遗传性神经疾病的一种，密歇根大学精神健康研究所的高级研究员、精神病学和人类遗传学副教授Margit Burmeiste说。虽然症状的严重程度可能各不相同，但共济失调病人的共同特点就是对四肢的协调和姿势无法控制。

“由于这些疾病如此罕见，因此很难搜集到同种疾病不同家族中足够个体的DNA样本来查明引起疾病的突变。”Burmeiser解释说。“除非我们能识别出突变基因，否则很难开发出疾病的诊断和治疗方法。”

这篇研究由密歇根大学、迈阿密大学、爱荷华大学和哈佛大学国家人类基因组中心共同完成，有关结果发表在10月12日期的《自然遗传学》杂志的网络版上，随后将正式发表在11月期的印刷版上。

在这项研究之前，科学界已经知道开曼共济失调是由一个隐性突变基因引起的，该基因其源于大开曼岛上的一位早期居民，通过其后裔传递给一代一代的大开曼人。1994年，爱荷华大学的科学家将该基因的范围缩小到人19号染色体的一个区域，该区域包括50到100个基因，但研究小组没能定位导致该病的特定基因。

其间，Burmeister正在研究的一个叫做“神经过敏”的突变小鼠品系，该品系有着与人类开曼共济失调相似的症状，但更为严重以至于患病小鼠在出生后几周内死亡。她想知道引起小鼠“神经过敏”的基因与导致人类开曼共济失调的是否是同一基因。因此她比较了小鼠10号染色体上确定为导致“神经过敏”的区域与开曼共济失调病人19号染色体上的致病区域之间的重叠DNA序列。

“比较DNA重叠序列的结果将致病基因的范围进一步缩小到只含7个基因的更小区域内。”Burmeister说。“我们发现这7个基因中的一个存在两个突变：一个是引起小鼠致命共济失调的隐性突变，另一个是另一症状较轻的小鼠品系－－‘犹豫不决’的致病突变。”

接下来，Burmeister分析了爱荷华大学科学家提供了匿名DNA样本，这些样本来自大开曼岛的共济失调病人和其未患该病的亲属。当研究小组测序人DNA时，他们发现了同一基因上存在两个同样的突变，他们将该基因命名为ATCAY，开曼型。两个突变都存在于研究的所有开曼共济失调病人中。不过，在1000条来自欧洲人、牙买加人和非洲人祖先的照染色体上未发现这两个突变。

“ATCAY基因的一个突变改变了一个氨基酸，另一个则是一种接合突变，表达无功能的、删节形式的caytaxin蛋白。”Burmeister解释说。

当密歇根大学的科学家分析共济失调小鼠组织中的基因表达时，他们发现caytaxin蛋白存在于整个大脑和神经元中，但在小鼠身体的其它部位没有发现。

“我们不知道这个蛋白究竟有什么作用，但它似乎对小鼠大脑的生理发育和结构以及神经系统无影响，小鼠的大脑和神经系统看上去完全正常。”Burmeister 说。“不同于其它共济失调，开曼共济失调没有神经退行方面的变化。”

根据Burmeister，编码caytaxin 蛋白的DNA序列有点类似于维生素E运输蛋白基因，该基因与另一种罕见的共济失调有关。这种共济失调的患者对大剂量维生素E疗法的反应较好，但维生素E似乎没有与caytaxin结合，因同样的疗法对开曼共济失调可能没用。

当前，Burmeister正与结构生物学家合作确定哪些分子适合结合到caytaxin蛋白上。

“如果我们能确定caytaxin蛋白的功能，就可以知道为什么这些人会患有共济失调，这将是寻找开曼共济失调预防和治疗方法路途上的重要一步。”Burmeister 说。

她还计划进行另一项研究，旨在查明ATCAY基因中的突变是否是导致其它遗传性共济失调的原因。（生物通编译）