Die KCNQ-Genfamilie kodiert für Kaliumkanalproteine, die für den Transport von Kalium durch die Zellmembran wichtig sind. Diese Genfamilie umfasst fünf Gene und Mutationen in vier dieser Gene (KCNQ1-4) wurden bereits mit erblichen Erkrankungen assoziiert (kardiale Arrhythmien [KCNQ1], Epilepsie [KCNQ2 und KCNQ3] und Schwerhörigkeit [KCNQ4]). KCNQ5 ist ein hoch konserviertes Gen, das besonders im Gehirn exprimiert. Eine internationale Forschergruppe aus Kanada, den USA und den Niederlanden fand nun heraus, dass Defekte des KCNQ5-Gens ein Krankheitsbild mit geistiger Behinderung und/oder mit epileptischer Enzephalopathie verursachen. Durch Exomsequenzierung ermittelten sie neu aufgetretene heterozygote Missense-Mutationen bei vier Patienten.

Kaliumkanäle regulieren zahlreiche Funktionen und physiologische Prozesse, u.a. auch die Erregungsweiterleitung in Nervenzellen. Das von KCNQ5 kodierte Protein, Kv7.5, ist ein spannungsabhängiger Kaliumkanal. In Nervenzellen reguliert es den M-Strom, einen langsam aktivierenden und deaktivierenden Kaliumstrom, der eine wesentliche Rolle bei der Regulierung der neuronalen Erregbarkeit spielt, indem er das wiederholte Feuern von Aktionspotenzialen hemmt. In funktionellen Experimenten mit Froschoozyten zeigten die Wissenschaftler, dass die identifizierten KCNQ5-Mutationen zu Verschiebungen der Spannungsabhängigkeit und zu veränderten kinetischen Eigenschaften der Aktivierung und Deaktivierung führen. Dabei konnte sowohl ein Verlust als auch eine Steigerung der Proteinfunktion zu Grunde liegen.

Mit dieser im American Journal of Human Genetics veröffentlichten Arbeit wird nun erstmals gezeigt, welchen Phänotyp Veränderungen in KCNQ5 herbeiführen.