研究确定了染色质改变精神分裂症和双相情感障碍患者的大脑

核酸序列的配套组合在人类染色体,编码为DNA,被称为“人类基因组序列”。Neuroscientists predict that approximately 25% of this sequence has a regulatory function, while only 1.5% encodes protein.

近年来,许多实验胚胎学的研究试图确定的机制监管序列在人类基因组中激活或抑制基因的表达,以应对环境因素。这反过来可以帮助修改这些序列使用基因技术减少基因遗传疾病的患病率或条件。

伊坎在西奈山医学院的研究人员在纽约最近进行了一项研究专门检查染色体相关的组织两个主要精神疾病的遗传,即精神分裂症和双相情感障碍。他们的论文发表在自然神经科学,推出了一系列改变喜欢基因组的组织在三维(3 d)空间这两个精神疾病患者的大脑,这是已知有相似的遗传风险的体系结构。

“重要的是,~ 90%精神分裂症及相关精神疾病的遗传风险序列位于监管非编码基因,“Kiran Girdhar,研究人员进行的研究中,对医疗Xpress说。bob游戏“很多这些类型的DNA序列与化学信号“装饰”,等组蛋白乙酰化作用和某些类型的组蛋白甲基化指标的DNA序列参与基因表达活动。”

作为他们研究的一部分,Girdhar和她的同事Panagiotis·鲁索斯和Schahram Akbarian测序739数据图书馆,每个概述了基因图谱的组蛋白乙酰化和甲基化标记与活动相关的基因表达。这些库包括388名被试的数据,351人被诊断为精神分裂症和双相情感障碍。调查的角色非编码基因变异在精神分裂症和双相情感疾病风险,他们异形组蛋白乙酰化作用,一个后生蚀变改变染色质的结构和调节基因的表达,在一个碱基对的决议。

“在我们的研究中,我们试图回答三个问题,到目前为止一直悬而未决的文学领域,“Girdhar说。“基因组的非编码风险变异在精神分裂症嵌入式的染色质马克(组蛋白乙酰化作用)?精神分裂症和双相情感的大脑显示改变组蛋白乙酰化作用的景观,如果是这样,这些变化与这些精神疾病的遗传风险架构?最后,乙酰化是如何染色质在3 d空间域组织大脑细胞的细胞核内?”

使用大人类基因组数据集他们编译,Girdhar和她的同事们能够成千上万的基因工程领域(即地图。与转录监管功能,基因组序列的元素),揭示一个细粒度的染色体组织。他们的分析推出了一系列chromatic-related改变病人的3 d基因组组织诊断出患有精神分裂症和双相情感障碍。

“通过利用我们的大规模数据集组蛋白,我们估计inter-individual相关性识别染色体位点的实际交互在3 d基因组中,每一个轨迹acetyl-histone,“Girdhar说。“活跃”的“集群线性基因组的非编码部分,组蛋白乙酰化作用代表构件的三维结构基因组的。”

使用这些“积木”,研究人员表明,许多染色质领域无序的大脑中乙酰化患者被诊断为精神分裂症和双相情感障碍通常位于神经细胞核深处在活跃的隔间。这些是隔间与高水平的基因表达。

“这些类型的集群的乙酰化染色质域hyperacetylated在精神分裂症和双相情感大脑控制相比,“Girdhar说。表观基因组的“我们推测,这些部分可以是“种子”点,最终蔓延到更广泛的的一部分基因组在神经核。”

如果研究者的预测是正确的,早期的表观基因组的基因干预这些部分可以纠正之前,他们发现了“错误的”染色质乙酰化或慢性疾病变得更加严重。在未来,他们的研究可能因此铺平了道路对更有效的早期干预对精神分裂症和双相情感障碍。

“集群SCZ大脑特异表达丰富而hypo-acetylated glutamatergic神经元集群在SCZ富含gaba ergic神经元的大脑,“Girdhar说。“有趣的是,我们观察到的一个子集hyper-acetylated集群神经元活跃的隔间里,是与神经发育和重要的浓缩SCZ SCZ大脑中常见的基因变异。”

未来的研究可以探讨hyper-acetylated集群的子集Girdhar和他的同事观察到活性神经元进一步隔间。这可能阐明神经发育的特定阶段,可能会扰乱大脑的病人被诊断为精神分裂症和双相情感障碍。

“我们现在计划来识别特定阶段(神经元分化,突触可塑性突触成熟)在大脑发育的影响在精神分裂症”Girdhar补充道。“此外,根据我们的研究,我们将优先考虑组蛋白修饰地区当试图找出有效的药物靶点。”

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