Estudamos uma família com cinco homens (dois falecidos) afetados por deficiência mental (DM) não-sindrômica em duas gerações, num padrão de herança ligada ao cromossomo X. A análise do padrão de inativação do cromossomo X, com base na metilação do gene AR, evidenciou que a mulher portadora obrigatória tinha desvio completo de inativação nos leucócitos, uma característica freqüente em portadoras de mutações do cromossomo X relacionadas com DM. Para o mapeamento da DM, genotipamos 28 locos de microssatélites ao longo do cromossomo X e delimitamos um segmento de cerca de 32 Mb, entre os marcadores DXS986 e DXS8067, compartilhado pelos afetados e pela portadora obrigatória, mas não pelo homem normal ou pelas possíveis portadoras que não tinham desvio do padrão de inativação do cromossomo X. Na busca do gene mutado, analisamos, por seqüenciamento direto, genes mapeados no intervalo compartilhado e já relacionados a DM ou que tivessem expressão em cérebro e leucócitos. Nos afetados e na portadora obrigatória, encontramos a mutação c.845C→T no gene ACSL4, que resulta na substituição do aminoácido histidina, conservado na família de sintetases de acil-CoA humanas e em diversos outros organismos, por tirosina (p.H323Y da isoforma cérebro-específica). Tratando-se de mutação que altera um aminoácido evolutivamente conservado em gene já relacionado com DM, que segregava com a DM na família, não tendo sido encontrada em amostra controle de 160 indivíduos do sexo masculino, concluímos que era a causa da DM na família. Mutações de ponto no gene ACSL4 foram relacionadas com a DM não sindrômica em três famílias descritas na literatura. O gene ACSL4 codifica a acil-coA sintetase 4 da família das sintetases de cadeia longa, que catalisa a formação de ésteres acil-coA a partir de ácidos graxos de cadeia longa. Sua expressão já foi documentada em vários tecidos, incluindo o cérebro e dados recentes mostraram que a proteína é essencial para a formação normal de espinhos dendríticos. A nova mutação do gene ACSL4 que descrevemos como causa de DM vem reforçar a relação alterações desse gene e a DM de herança ligada ao X. O padrão de inativação do X totalmente desviado foi mais uma vez observado em mulher portadora da mutação, indicando a importância da expressão desse gene em leucócitos. A presença de dificuldades de aprendizado na portadora da mutação concorda com o observado nas três famílias da literatura em que o estudo das portadoras foi relatado, indicando o efeito de mutações do gene ACSL4 sobre a função intelectual mesmo em heterozigose. A ausência de correlação entre o padrão de inativação do cromossomo X em células do sangue periférico e o comprometimento intelectual foi confirmada. Na família estudada, a identificação da mutação permitiu o aconselhamento genético. / We studied a family with five men (two of them deceased) affected by nonsyndromic mental retardation in two generations, in a pattern of X-linked inheritance (MRX). The study aimed at identifying the causative mutation. The obligate female carrier showed completely skewed inactivation of the X chromosome, based on the methylation status of the AR gene in peripheral blood in leukocytes, a common feature in carriers of X-linked mutations that cause mental retardation. We genotyped 28 microsatellite loci mapped throughout the X chromosome and delimited a 32 Mb segment, between markers DXS986 and DXS8067, that was shared by the affected males and obligate carrier, but was not present in a normal man or in two women who did not show skewed X-inactivation. We searched for the causative mutation by sequencing genes mapped to this candidate interval that had been associated with MR and/or were expressed in brain and leukocytes. In the affected men and obligate carrier, we found a c.845C→T mutation in the ACSL4 gene, resulting in the amino acid tyrosine substituting for a histidine (p.H323Y in brain isoform), which is conserved in the acyl-CoA synthetase family in humans and others organisms. This mutation was not found in a control sample of 160 men. Previously, point mutations in the ACSL4 gene had been identified as the cause of MRX in three families. ACSL4 encodes the acyl-CoA synthetase long-chain family member 4, which catalyzes the formation of acyl-CoA esters from long-chain fatty acids. It is expressed in several tissues, and in brain it is essential for the normal formation of dendritic spines. The novel mutation here described confirmed the causal association of ACSL4 mutations with non-syndromic mental retardation. The completely skewed Xinactivation, also observed in the previously described carriers, supported a functional role for this gene in peripheral blood leukocytes. The intellectual impairment present in the carrier in the family here reported is in accordance with previous findings pointing to the effect on intellectual abilities of ACSL4 mutations in heterozygosis. The absence of correlation between the pattern of X-inactivation in leukocytes and mental status was confirmed.

Estudamos uma família com cinco homens (dois falecidos) afetados por deficiência mental (DM) não-sindrômica em duas gerações, num padrão de herança ligada ao cromossomo X. A análise do padrão de inativação do cromossomo X, com base na metilação do gene AR, evidenciou que a mulher portadora obrigatória tinha desvio completo de inativação nos leucócitos, uma característica freqüente em portadoras de mutações do cromossomo X relacionadas com DM. Para o mapeamento da DM, genotipamos 28 locos de microssatélites ao longo do cromossomo X e delimitamos um segmento de cerca de 32 Mb, entre os marcadores DXS986 e DXS8067, compartilhado pelos afetados e pela portadora obrigatória, mas não pelo homem normal ou pelas possíveis portadoras que não tinham desvio do padrão de inativação do cromossomo X. Na busca do gene mutado, analisamos, por seqüenciamento direto, genes mapeados no intervalo compartilhado e já relacionados a DM ou que tivessem expressão em cérebro e leucócitos. Nos afetados e na portadora obrigatória, encontramos a mutação c.845C→T no gene ACSL4, que resulta na substituição do aminoácido histidina, conservado na família de sintetases de acil-CoA humanas e em diversos outros organismos, por tirosina (p.H323Y da isoforma cérebro-específica). Tratando-se de mutação que altera um aminoácido evolutivamente conservado em gene já relacionado com DM, que segregava com a DM na família, não tendo sido encontrada em amostra controle de 160 indivíduos do sexo masculino, concluímos que era a causa da DM na família. Mutações de ponto no gene ACSL4 foram relacionadas com a DM não sindrômica em três famílias descritas na literatura. O gene ACSL4 codifica a acil-coA sintetase 4 da família das sintetases de cadeia longa, que catalisa a formação de ésteres acil-coA a partir de ácidos graxos de cadeia longa. Sua expressão já foi documentada em vários tecidos, incluindo o cérebro e dados recentes mostraram que a proteína é essencial para a formação normal de espinhos dendríticos. A nova mutação do gene ACSL4 que descrevemos como causa de DM vem reforçar a relação alterações desse gene e a DM de herança ligada ao X. O padrão de inativação do X totalmente desviado foi mais uma vez observado em mulher portadora da mutação, indicando a importância da expressão desse gene em leucócitos. A presença de dificuldades de aprendizado na portadora da mutação concorda com o observado nas três famílias da literatura em que o estudo das portadoras foi relatado, indicando o efeito de mutações do gene ACSL4 sobre a função intelectual mesmo em heterozigose. A ausência de correlação entre o padrão de inativação do cromossomo X em células do sangue periférico e o comprometimento intelectual foi confirmada. Na família estudada, a identificação da mutação permitiu o aconselhamento genético. / We studied a family with five men (two of them deceased) affected by nonsyndromic mental retardation in two generations, in a pattern of X-linked inheritance (MRX). The study aimed at identifying the causative mutation. The obligate female carrier showed completely skewed inactivation of the X chromosome, based on the methylation status of the AR gene in peripheral blood in leukocytes, a common feature in carriers of X-linked mutations that cause mental retardation. We genotyped 28 microsatellite loci mapped throughout the X chromosome and delimited a 32 Mb segment, between markers DXS986 and DXS8067, that was shared by the affected males and obligate carrier, but was not present in a normal man or in two women who did not show skewed X-inactivation. We searched for the causative mutation by sequencing genes mapped to this candidate interval that had been associated with MR and/or were expressed in brain and leukocytes. In the affected men and obligate carrier, we found a c.845C→T mutation in the ACSL4 gene, resulting in the amino acid tyrosine substituting for a histidine (p.H323Y in brain isoform), which is conserved in the acyl-CoA synthetase family in humans and others organisms. This mutation was not found in a control sample of 160 men. Previously, point mutations in the ACSL4 gene had been identified as the cause of MRX in three families. ACSL4 encodes the acyl-CoA synthetase long-chain family member 4, which catalyzes the formation of acyl-CoA esters from long-chain fatty acids. It is expressed in several tissues, and in brain it is essential for the normal formation of dendritic spines. The novel mutation here described confirmed the causal association of ACSL4 mutations with non-syndromic mental retardation. The completely skewed Xinactivation, also observed in the previously described carriers, supported a functional role for this gene in peripheral blood leukocytes. The intellectual impairment present in the carrier in the family here reported is in accordance with previous findings pointing to the effect on intellectual abilities of ACSL4 mutations in heterozygosis. The absence of correlation between the pattern of X-inactivation in leukocytes and mental status was confirmed.