組成人類染色體的完整核酸序列，編碼為DNA，被稱為“人類基因組序列”。神經(jīng)科學(xué)家預(yù)測(cè)，該序列大約有 25% 具有調(diào)節(jié)功能，而只有 1.5% 編碼蛋白質(zhì)。
近年來，許多表觀遺傳學(xué)研究試圖確定人類基因組中調(diào)控序列響應(yīng)環(huán)境因素激活或抑制基因表達(dá)的機(jī)制。這反過來可能有助于使用遺傳技術(shù)修改這些序列，以減少遺傳疾病或病癥的流行。
紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的研究人員最近進(jìn)行了一項(xiàng)研究，專門檢查與兩種主要精神疾病(即精神分裂癥和雙相情感障礙)的遺傳性相關(guān)的染色體組織。他們的論文發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》上，揭示了這兩種精神疾病患者大腦中基因組組織在三維 (3D) 空間中的一系列改變，已知這兩種精神疾病具有相似的遺傳風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。
“重要的是，高達(dá)約 90% 的精神分裂癥和相關(guān)精神疾病的遺傳風(fēng)險(xiǎn)序列位于調(diào)節(jié)性非編碼基因組中，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一 Kiran Girdhar 告訴 Medical Xpress。“許多這些類型的 DNA 序列都被‘裝飾’了化學(xué)信號(hào)，例如組蛋白乙?；湍承╊愋偷慕M蛋白甲基化，它們是 DNA 序列參與基因表達(dá)活性的指標(biāo)。”
作為研究的一部分，Girdhar 和她的同事 Panagiotis Roussos 和 Schahram Akbarian 對(duì) 739 個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了測(cè)序，每個(gè)數(shù)據(jù)庫都概述了與活性基因表達(dá)相關(guān)的組蛋白乙?；图谆瘶?biāo)記的基因組圖譜。這些圖書館包括 388 名受試者和 351 名被診斷患有精神分裂癥或雙相情感障礙的個(gè)體的數(shù)據(jù)。為了研究非編碼風(fēng)險(xiǎn)遺傳變異在精神分裂癥和雙相情感障礙中的作用，他們以堿基對(duì)分辨率分析了組蛋白乙?；?，這是一種已知會(huì)改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)并調(diào)節(jié)基因表達(dá)的表觀遺傳改變。
“在我們的研究中，我們?cè)噲D回答三個(gè)問題，迄今為止我們的領(lǐng)域的文學(xué)都沒有回答這些問題，”Girdhar 說。“精神分裂癥中的非編碼風(fēng)險(xiǎn)變體是否嵌入了我們的染色質(zhì)標(biāo)記(組蛋白乙?；?標(biāo)記的基因組中?精神分裂癥和雙極腦是否顯示其組蛋白乙?；坝^發(fā)生了變化，如果是，這些變化是否與遺傳風(fēng)險(xiǎn)架構(gòu)有關(guān)這些精神疾病?最后，乙?；旧|(zhì)結(jié)構(gòu)域是如何在腦細(xì)胞核內(nèi)的 3D 空間中組織的?
使用他們編譯的大型人類基因組數(shù)據(jù)集，Girdhar 和她的同事們能夠繪制出數(shù)千個(gè)順式調(diào)控域(即具有轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能的基因組序列元素)，揭示了細(xì)粒度的染色體組織。他們的分析揭示了被診斷患有精神分裂癥和雙相情感障礙的兩名患者的 3D 基因組組織中的一系列與色彩相關(guān)的改變。
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