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新UNC计算工具提升认识影响大脑的遗传疾病

教堂山 - 科学家在医学和同事的UNC学校创建了一个名为H-MAGMA研究九个大脑障碍,包括与各疾病相关的新基因的鉴定的遗传基础一种新的计算工具

[123。该研究发表在Nature Neuroscience上,揭示了与精神疾病通常在生命的早期表现,彰显生活的这个早期阶段在精神疾病的发展是至关重要的可能性相关联的基因。研究人员还发现,神经退行性疾病相关的基因在以后的生活中表达。最后,科学家们联系这些疾病相关基因的特定脑细胞类型。

“通过使用H-MAGMA,我们能够连接非编码来个变种EIR靶基因,即有科学家以前仅限于从脑部疾病的全基因组关联分析得出生物学意义的假设能力的挑战,”研究的高级作者Hyejung元,博士,医学和成员的UNC学院遗传学助理教授的UNC神经科学中心。 “此外,我们发现脑部疾病的遗传学潜在重要生物学,我们认为这些分子机制可作为治疗的潜在目标。”

Hyejung元,博士UNC照片)

脑部疾病如精神分裂症和阿尔茨海默氏病是世界上最繁重的障碍之一。但也有少数的治疗方案,主要是由于我们有限的遗传学和神经生物学机制的理解。 GENOM电子关联研究(GWAS)已经彻底改变了我们与许多健康状况,包括脑相关疾病遗传结构的理解。 GWAS是一种技术,使研究人员能够与特定性状的个体基因序列比较 - 诸如病症 - 以对照组。

“迄今为止,我们知道有数百人的发展障碍的风险相关的基因组区域的”夺表示,研究通过分析成千上万人的基因序列做到这一点。 “然而,了解这些遗传变异影响健康如何仍然是一个挑战,因为大多数变异都位于基因组不使蛋白质的区域。他们被称为非编码基因变异。因此,其具体的作用还没有被明确的定义。”

在此之前的研究表明,虽然非编码变体可能不直接编码的蛋白质,它们可与之交互并调节基因表达。也就是说,这些变异有助于调节基因是如何创造的蛋白质,即使这些变体不直接导致 - 或代码 - 创造蛋白质

“鉴于非编码变异体的重要性,他们弥补GWAS发现的相当大的比例,我们试图将它们链接到的基因与之交互,使用地图的人类大脑的染色质相互作用的,”韩元说。染色质是DNA和细胞内蛋白质的紧密堆积结构,在某种程度上维持正常的人类健康在细胞核内折叠。

圜及其同事使用此图来识别基因和生物原理Ùnderlying九个不同的脑功能障碍,包括精神疾病如精神分裂症,孤独症,抑郁症和双相性精神障碍;和神经变性疾病如阿尔茨海默氏症,帕金森病,肌萎缩侧索硬化症(ALS)和多发性硬化(MS)。

使用计算工具H-MAGMA,赢得和同事可以链接非编码的变体,以它们的相互作用基因 - 基因已经牵连在以前的研究结果GWAS

在脑功能障碍另一个重要的问题是确定蜂窝病因 - 参与疾病的根本原因的细胞。这是特别关键的,因为大脑是一个复杂的器官与可响应于治疗采取不同许多不同的细胞类型。在寻找关键的细胞类型,每个大脑的尝试DISO刻申,研究人员发现与精神疾病有关的谷氨酸能神经元中高度表达的基因,而与神经变性病症相关的基因在神经胶质细胞中高度表达,这进一步表明了两种病症簇彼此如何发散。

“。此外我们归入中央对疾病的生物学过程,”元说。 “从这个分析中,我们发现,产生新的脑细胞,转录调控,并作为是必不可少的许多脑病症的免疫应答。”

圜和同事也产生共有的基因的跨越精神病症到列表描述链接精神疾病常见的生物学原理。

“当中共享的基因,我们再次确定了大脑的早期developmental过程为关键的,并且上层的神经元为基本细胞类型参与,”获说:‘我们公布的分子机制,下划线如何一个基因能影响两个或更多个精神疾病’。

H-MAGMA是公开的,以便该工具可广泛适用,并提供给遗传学和神经科学的社区,以帮助扩大研究,以期帮助谁与大脑相关条件挨人的终极目标。

心理全国学院健康的大脑和行为研究基金会和西蒙斯基金会自闭症研究计划资助的这项研究。

其他作者是南希·赛克,Benxia胡,赢得了麻将,哈珀Fauni,杰西卡·迈克菲,都来自北卡罗来纳大学教堂山和普拉香特Rajarajan,克里斯汀布伦南德,一个d Schahram Akbarian从西乃山健康系统。

(C)UNC-Chapel Hill的

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