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全球快看点丨罕见的“串联重复”遗传现象与精神分裂症有关联

来源:cnBeta 发布时间:2023-01-21 17:49:55


(资料图片)

研究人员发现,精神分裂症的发展与一种被称为串联重复的罕见的基因变异形式之间存在着强烈的关联。在我们的细胞中,DNA就像一种语言,创造了使我们每个人成为自己的独特特征。当一个或多个核苷酸(由化学物质胞嘧啶(C)、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)组成的DNA构件)的图案连续重复多次时,就会在DNA内发生串联重复。这方面的一个例子可能是:CAG CAG CAG,其中序列CAG重复了三次。

北卡罗来纳大学医学院遗传学副教授Jin Szatkiewicz博士的实验室及其同事,利用尖端的全基因组测序和机器学习技术,对精神分裂症的串联重复进行了最广泛的调查之一。他们的研究揭示了串联重复在这种衰弱疾病的发展中的作用。

展示串联重复的图像 资料来源:Jin Szatkiewicz实验室/UNC医学院

发表在《分子精神病学》杂志上的研究显示,精神分裂症患者的基因组中罕见的串联重复率明显更高--比没有精神分裂症的人多7%。而且他们观察到,这些串联重复并不是随机地分布在整个基因组中;根据以前的研究,它们主要存在于对大脑功能至关重要的基因中,而且已知对精神分裂症很重要。

Szatkiewicz说:"我们认为这一发现为未来关于此类变异体的精确生物机制的功能研究打开了大门,他也是精神病学的兼职助理教授。了解精神分裂症的生物学原因将使未来的诊断测试、有效药物和个性化治疗的发展成为可能。"

串联重复通常不会有负面的健康影响。然而,根据串联重复在基因组中的位置和它们的长度,它们可以促成罹患疾病的概率。例如,亨廷顿病是由HTT基因中的串联重复引起的,该基因已被异常扩展。一旦HTT基因上的胞嘧啶-腺嘌呤(CAG)序列重复超过36次,该病就会发病。较长的重复扩增会导致异常的蛋白质产品,其中谷氨酰胺的轨迹延长,对脑细胞有毒性。这些重复是遗传的,而且往往在连续几代人中越来越长,疾病的严重程度越来越高或发病年龄越来越小。

在他们目前的研究中,Szatkiewicz和她的团队查看了2100人的整个基因组,以找到那些看起来异常长的、独特或罕见的串联重复。由于所有参与者都提供了他们的医疗记录,研究小组能够将这些长而罕见的重复DNA序列样本与研究中没有精神分裂症的人的样本进行比较。这使研究人员能够确定这些串联重复中的哪些可能与精神分裂症的发展有关。

利用基因网络分析,这项研究的作者证明,在精神分裂症中发现的具有罕见串联重复的基因主要影响突触和神经元的信号功能。此外,这些基因在进化上高度保守,表明具有重要的生物功能,因此串联重复可能产生重大影响。

联合国大学医学院的研究人员随后与多伦多病童医院的科学家合作,以观察这种罕见的串联变体水平的增加是否也会在另一组独立收集的样本中发现。Szatkiewicz的发现在加拿大的调查中得到了复制,表明这种新发现的串联重复和精神分裂症之间的联系相当强烈。

"我们认为这是一项重要的研究,"Szatkiewicz说。"我们相信我们的工作对串联重复DNA突变在精神分裂症发展中发挥的作用有重要的启示。"

关键词: 机器学习

责任编辑:FG003

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