看看感冒和慢性疾病如何影响DNA表达
我们出生时都有一个DNA序列,它编码了(以基因的形式)构成我们的特征——眼睛的颜色、身高,甚至性格。我们认为这些基因是不变的,但实际上,它们的表达方式,或转化为蛋白质的方式,即我们分子自身的主力,是经常变化的。
其中许多波动仍然知之甚少,包括感冒或更复杂的慢性疾病是如何影响基因表达的。
但斯坦福大学遗传学教授兼主席迈克尔·斯奈德(Michael Snyder)博士一直在努力改变这种状况。他一直在追踪他的身体在分子水平上如何对疾病做出反应,包括斯奈德患有的糖尿病。
现在,在对自己的DNA和RNA (DNA的一种分子表亲,可以深入了解基因活动)进行持续采样后,斯奈德发现了一些与疾病相关的有趣模式。
虽然这项研究只针对一个人,但它为我们提供了一扇前所未有的窗口,让我们了解到,当人们感冒或患有慢性疾病时,体内的分子机制是如何运转的。这项研究发表在自然医学.
在三年的时间里,斯奈德六次患感冒或流感,其中两次血糖明显升高,达到糖尿病水平。在每次病毒性疾病发作期间,斯奈德发现他的“转录组”发生了巨大变化,这是一种显示基因活性水平的RNA分子目录。
在每次疾病期间,已知有助于免疫反应的一组核心基因被加速,这是有道理的,但每次病毒感染也会触发自己单独的基因组的激活。这可能反映了感染是由不同的病毒株引起的事实。
施耐德从每一种病毒中恢复过来后,他的转录组又回到了正常的状态,免疫反应基因的活性降低了。他说,这一切都在意料之中。
当斯奈德研究他的基因组的表观遗传变化时,特别是被称为甲基化的化学修饰,令人惊讶。(前缀“epi”的意思是on或upon,表观遗传学指的是附着在dna上的分子的集合——而不是改变序列本身——来改变它的表达方式。)
DNA分析显示他的甲基化模式在这三年里,他只改变了两次——两次都是在斯奈德的排名上升之前血糖.换句话说,他的DNA在血糖失调和糖尿病发作期间被修改了。这些变化中有许多与已知在代谢控制中起作用的基因接近。
“众所周知,甲基化与体内的变化有关基因活性-甲基的存在通常被关闭基因表达斯奈德说。“我们认为这些代谢的调节序列基因都受到了干扰,这导致了我葡萄糖的失调,导致了我的糖尿病。”
他继续说,有趣的是,甲基组在葡萄糖水平飙升之前就开始改变了。“所以因为它发生在之前,这是一个迹象,表明甲基变化实际上可能在一定程度上导致或促成葡萄糖的调节异常。”他指出,一旦他的血糖水平甲基化也下降了。
斯坦福大学前博士后谢丹博士说:“这是我们第一次看到糖尿病发病期间发生了广泛的变化。”斯奈德补充说,这些信息对于了解不同类型的糖尿病,为什么它难以逆转,甚至可能在未来如何治疗这种疾病方面发挥重要作用。
斯奈德以这种方式监测自己已经八年了,尽管这项研究只报告了三年。在此期间,斯奈德通过抽血定期采集自己的DNA和RNA样本。他们没有严格的时间表,但当他感觉自己感染了病菌时,他会确保增加收集频率,因为他的目标是尽可能详细地了解他身体的分子结构是如何对病原体入侵者或病菌的入侵做出反应的糖尿病.
下一步是看看这些发现与其他个体相比如何成立。尽管像斯奈德那样长时间密切监测自己一样监测一大群人不太可能,但他说,他正在准备分析来自100人的数据,这些人已经参与了一项类似的研究很多年了。
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