Ученые из UNC Школы медицины и его коллеги создали новый вычислительный инструмент под названием H-магма для изучения генетических основ девять расстройств головного мозга, включая идентификацию новых генов, ассоциированных с каждого расстройства.
Исследование, опубликованное в природе нейробиологии, показали, что гены, связанные с психическими расстройствами, как правило, выражается в раннем возрасте, подчеркивая, вероятность этого раннего периода жизни как критический в развитии психических заболеваний. Исследователи также обнаружили, что нейродегенеративное заболевание-ассоциированных генов в дальнейшей жизни. Наконец, ученые связали эти расстройства-ассоциированных генов в специфических типах клеток головного мозга.
«С помощью Н-магма, нам удалось связаться некодирующих вариантов их генов-мишеней, задача, которая ранее ограничивалась ученых возможности получения биологически значимой гипотезы от генома ассоциации исследований расстройств мозга,» сказал старший автор исследования трансфер из аэропорта и обратно выиграл, кандидат медицинских наук, доцент кафедры генетики по UNC Школы медицины и член УНК центр неврологии. «Кроме того, мы обнаружили важный биологии, лежащие в основе генетики головного мозга, и мы считаем, что эти молекулярные механизмы могут служить потенциальными мишенями для лечения».
Расстройств головного мозга, таких как шизофрения и болезнь Альцгеймера относятся к числу самых обременительных расстройств во всем мире. Но есть несколько вариантов лечения, во многом из-за нашего ограниченного понимания их генетики и нейробиологических механизмов. Полногеномные исследования ассоциаций (ППА) революционизировали наше понимание генетической архитектуры связан со многими заболеваниями, в том числе мозга, связанные с нарушениями. ППА-это метод, который позволяет исследователям сравнить генетические последовательности индивидуумов с определенной черты, такие как расстройство — с контрольной. Исследователи делают это путем анализа генетических последовательностей тысяч людей.
«На сегодняшний день мы знаем сотни геномных областях, связанных с риск персоны начинать заболевание,» сказал Вон. «Однако понимание того, как эти генетические варианты влияют на здоровье людей остается проблемой, поскольку в большинстве вариантов находятся в областях генома, которые не имеют белков. Они называются некодирующих генетических вариантов. Таким образом, их конкретные функции не были четко определены.»
Предыдущие исследования предположили, что в то время как non-кодирвоания вариантов не может непосредственно кодируют белки, они могут взаимодействовать и регулировать экспрессию генов. То есть, эти варианты помогают регулировать как гены создают белки, хотя эти варианты не напрямую привести к … или код для … создания белков.
«Учитывая важность non-кодирвоания вариантов, и что они составляют большую часть выводов ППА, мы стремились связать их с генов, с которыми они взаимодействуют, используя карту взаимодействия хроматина в мозге человека», — сказала вона. Хроматин плотно упакованные структуры ДНК и белки внутри клетки, сложенные в ядре таким образом, чтобы поддерживать нормальное состояние здоровья человека.
Вон и его коллеги использовали эту карту, чтобы идентифицировать гены и биологические принципы, лежащие в девяти различных расстройств мозга, в том числе психических расстройств, таких как шизофрения, аутизм, депрессия и биполярные расстройства; и нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, боковой амиотрофический склероз (БАС) и рассеянный склероз (РС).
Используя средства вычислительной ч-магма, вон и коллеги могли связаться некодирующих вариантов их взаимодействия генов — гены уже замешан в предыдущих выводов ППА.
Еще один важный вопрос при расстройствах головного мозга заключается в выявлении клеточного этиология — клеток, участвующих в ПЕРВОПРИЧИНУ заболевания. Это особенно важно, так как мозг-это сложный орган со многими различными типами клеток, которые могут действовать по-разному в ответ на лечение. В попытке найти данные типы клеток для каждого расстройство мозга, исследователи обнаружили, что гены, связанные с психическими расстройствами сильно выражены в глутаматергических нейронов, в то время как гены, связанные с нейродегенеративными расстройствами, сильно выражены в глии, демонстрируя, как эти два расстройства кластеры отличаются друг от друга.
«Кроме того, мы классифицировали биологических процессов центральной расстройствами», — сказала вона. «Из данного анализа, мы обнаружили, что генерация новых клеток головного мозга, регуляции транскрипции, и иммунный ответ как имеющие существенное значение для многих заболеваний мозга.»
Вон и коллеги составили список общих генов на психические расстройства для описания общих биологических принципов, которые связывают психические расстройства.
«Среди общих генов, мы вновь выявленных мозга на ранних стадиях развития процесса, что важно и верхнего слоя нейронов в качестве основных клеточных типов, вовлеченных,» вона сказала, «Мы открыли молекулярный механизм, который подчеркивает, как один ген может влиять на два или более психических заболеваний.»
Н-магма находится в открытом доступе, так что инструмент может быть широко применима и доступна для генетики и нейробиологии сообщества, чтобы помочь расширить исследования, с конечной целью помочь людям, которые страдают мозг-родственных условий.