對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序——一項(xiàng)在 2003 年完成的壯舉——提供了構(gòu)成人類的成分列表，但沒(méi)有說(shuō)明每種細(xì)胞類型如何使用這些成分來(lái)創(chuàng)造復(fù)雜的“膳食”。換句話說(shuō)，僅僅因?yàn)槲覀冎兰?xì)胞中 DNA 的序列，并不一定意味著我們知道這些指令如何通知細(xì)胞功能，或遺傳變異如何影響功能和疾病風(fēng)險(xiǎn)。
為了幫助彌合基因型(DNA 序列)和表型(細(xì)胞行為)之間的差距，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院下屬的國(guó)家人類基因組研究所發(fā)起了一項(xiàng)新的基因組變異影響功能聯(lián)盟。
作為新計(jì)劃的一部分，加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員將獲得 640 萬(wàn)美元的贈(zèng)款，用于研究外部信號(hào)和遺傳變異如何影響一種細(xì)胞類型的行為，特別是胰腺中產(chǎn)生胰島素的 β 細(xì)胞。
“我們計(jì)劃制定與 β 細(xì)胞相關(guān)的遺傳變異路線圖，以預(yù)測(cè)胰島素輸出的變化——這些重要信息可能使我們能夠更好地預(yù)防和治療糖尿病，”該團(tuán)隊(duì)的教授、醫(yī)學(xué)博士、醫(yī)學(xué)博士 Maike Sander 說(shuō)。加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院小兒糖尿病研究中心。
β 細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生激素胰島素，以響應(yīng)血液中糖含量升高，就像飯后一樣。胰島素幫助其他細(xì)胞吸收和使用糖作為能量。
在 1 型糖尿病中，人自身的免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤地攻擊了 β 細(xì)胞，因此它們不會(huì)產(chǎn)生胰島素。在 2 型糖尿病中，β 細(xì)胞不能產(chǎn)生足夠的胰島素，其他細(xì)胞會(huì)停止對(duì)它作出反應(yīng)。在這兩種情況下，留在血液中循環(huán)的大量糖分會(huì)損害循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和其他身體系統(tǒng)。不過(guò)，這是一個(gè)謹(jǐn)慎的平衡——如果 β 細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)多的胰島素，那么剩下的血糖就會(huì)太少，無(wú)法維持一個(gè)人的生命。
Sander 是一位專攻 β 細(xì)胞生物學(xué)和糖尿病的醫(yī)師兼科學(xué)家。研究團(tuán)隊(duì)由一個(gè)多學(xué)科專家組成：加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的任冰博士、教授、表觀基因組學(xué)中心主任和路德維希癌癥研究所圣地亞哥分部成員(單細(xì)胞技術(shù)和表觀基因組學(xué));Hannah Carter，博士，副教授(網(wǎng)絡(luò)建模);和 Kyle Gaulton 博士，助理教授(人類遺傳學(xué)和基因組學(xué))。
該團(tuán)隊(duì)之前在實(shí)驗(yàn)室中構(gòu)建了基于人類干細(xì)胞的 β 細(xì)胞模型和基因組圖，詳細(xì)說(shuō)明了各種 β 細(xì)胞基因是如何被調(diào)節(jié)的。他們還可以使用 CRISPR 基因編輯來(lái)概括可能影響胰島素產(chǎn)生和分泌的基因變異。
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