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2000人类大脑基因组数据揭露精神分裂症自闭症及其他疾病本源

2019-11-09 10:29:33来源:励志吧0次阅读

来自脑库的组织提供了一组基因组数据,这些数据可能为精神分裂症、自闭症和其他疾病的起源提供线索。麦克伦医院

2000人类大脑基因组数据揭露精神分裂症自闭症及其他疾病本源

贮存在组织库中的2000多个人类大脑正在向我们揭露它们的基因秘密。基因组扫描已揭露了数百个位置,其中DNA常常在得了和非得了某种精神疾病的人之间有所不同。但是这些研究并没有肯定特定的罪魁祸首基因或它们在大脑中的行为。洛杉矶加州大学(UC)的神经遗传学家丹尼尔·格什温说:“这其中有一种缺失的联系。”他和其他在马里兰州贝塞斯达的psychENCODE联合会的成员,试图通过追踪哪些基因被表达,和在哪里表达,来弥补这1差距。psychENCODE联合会是在美国国立卫生研究院(NIH)耗费5000万美元的资助下于三年前成立。

该协会将重点放在控制蛋白编码基因表达的调理区域,和先前的研究表明这些区域是精神疾病风险的驱动因素。psychENCODE的合作者已将大脑不同部位、大脑发育的不同阶段以及受不同疾病影响的大脑(主要是精神分裂症、自闭症和双相情感障碍)中这些调理区域的活动差异进行了分类。

本周发表在《科学》及其姊妹期刊《科学进步与科学转化医学》上的一系列论文概述了这1结果,这是迄今为止关于调理区域如何影响大脑的最完全的描述。例如,在一篇新的论文中,研究人员描写了DNA位点,其中序列的变化改变了蛋白质编码基因的表达。Geschwind说,在psychENCODE之前,这个名单上只有不到5000个位点,但是该组织的工作已使总数到达大约16000个。

“这些数据允许我们做我们一直想做的事,”伦敦国王学院精神病遗传学家Gerome Breen说,他当时不在该协会内,但计划使用其公然提供的数据集。并非所有研究人员都乐观地认为,新的数据集将直接致使新的治疗疾病的药物。但是许多人期望它能揭穿复杂疾病如何发展的线索。

合作者用RNA测序分析他们的大脑样本,以找出哪些基因被转录。他们还做了各种表观遗传学分析,例如丈量DNA的折叠结构如何使调理区域与尚不清楚的蛋白质编码区域接触。

庞大的数据集使研究人员能够辨认基因组“模块”——一组趋向于共同表达并具有共同功能的基因。模块中独特的基因表达模式可能揭露疾病的奥妙的遗传特点。例如,先前的研究表明,触及神经信号转导的基因表达在孤独症中趋向于异常的低水平,而在双相情感障碍和精神分裂症中则趋向于更低水平。但是psychENCODE数据支持更细粒度的分析。他们揭穿了包括基因在内的模块,这些基因控制细胞如何将化学信使打包并释放到突触中。结果发现,这组基因在精神分裂症和双相情感障碍中特别活跃,但在自闭症中则没有。这些细节可能指向大脑进程,而这些进程则可能是治疗的目标。

美国国立卫生研究院负责调和和监督psychENCODE的项目主任Geetha Senthil说,当疾病相关基因仿佛具有最大影响力时,新的数据集还可以揭穿大脑发展的窗口。反过来,这些窗口可能是干预最有价值的时机。根据病人的症状,医生已可以观察到疾病什么时候开始流行,但是,她说,“有了生物线索是一件非常使人激动的事。”

这个项目的同名词,ENCODE(DNA元素百科全书),是一个更广泛的探索地图非编码区域的人类基因组。2012年发布的最初结果引起了争议。科学家们驳斥了研究小组关于大部分基因组具有某种功能的说法,并质疑该项目的出发点是否是值得NIH1.85亿美元的投资。

丹格雷尔,得克萨斯州休斯顿大学的进化遗传学家,也是ENCODE最直言不讳的批评家之一,他也发现了一些最初的psychENCODE结果的错误。他说,这个项目的目标是针对那些本身定义不清的精神疾病。如果你把一些模糊的东西和数百万个遗传和表观遗传变异联系起来,你一定会得到统计学上的显著性,而这些统计学上的显著性几乎没有生物学上的意义。”

都柏林三一学院的神经遗传学家凯文·米切尔回应了格雷尔的一些耽忧:我不完全相信我们今天比昨天知道的更多。他怀疑基因表达谱能像精神分裂症或自闭症那样将疾病定义为异质性的,或为如何治疗它们提供新的见解。他说:“这项工作的工作量巨大,目标明确,而且做得很好,但是基因组学还有一些局限性。”

但是许多研究人员为这个项目的价值进行辩解。”我敢肯定,有研究人员会看这些里面的第一篇论文,然后说,……‘我们改变范式的发现在哪里?’加州大学戴维斯分校的神经遗传学家亚历山大·诺德说。这有点像稻草人,期望我们在一组分析中发现这一点。”他说道,“随着研究人员努力解释它,数据集将变得更加丰富。这些不会过时的。”

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