大脑执行中枢的基因调节器贯穿整个生命周期

这是科学家们首次追踪到一种对环境敏感的调节机制在整个生命周期中的活动，该机制在大脑的执行中枢中开启和关闭基因。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的科学家们进行的这项研究的关键发现之一是:与精神分裂症和自闭症有关的基因原来是一组特定基因的成员，这些基因的调节活动在发育过程中对环境敏感的关键时期达到顶峰。这种被称为DNA甲基化的机制，在从胎儿到出生的关键过渡期间，在人类大脑的前额叶皮层中突然从关闭切换到打开。随着甲基化作用的增加，出生后基因表达减慢。

甲基化等表观遗传机制会留下化学指令基因要制造什么蛋白质要制造什么组织要激活什么功能。虽然不是我们DNA的一部分，但这些指令是从我们的父母那里继承来的。但它们也受到环境因素的影响，在人的一生中会发生变化。

芭芭拉·利普斯卡博士是美国国立卫生研究院精神卫生研究所(NIMH)的科学家，也是这项研究的主要作者，她解释说:“发育性大脑紊乱可能与生命早期基因的甲基化改变有关。”“例如，基因编码的酶，进行甲基化已经涉及精神分裂症．在胎儿期的大脑中，这些基因有助于形成学习、记忆和其他执行功能的发展回路，这些回路在疾病中受到干扰。我们的研究表明，这些基因家族的甲基化在从胎儿到出生的过程中发生了巨大的变化，而且这一过程受到甲基化本身以及遗传变异的影响。在生命的早期关键期，这些基因的调控可能对环境的影响特别敏感。”

Lipska和他的同事们在2012年2月2日发表了关于人类前额叶皮层(PFC)表观基因组在整个生命周期内的潮起潮落的报告美国人类遗传学杂志．

这项新研究提醒我们，基因序列只是发育过程的一部分。表观遗传学将后天和后天联系起来，向我们展示了何时何地环境可以影响基因序列的解读方式

在去年10月发表的一项配套研究中，NIMH的研究人员追踪了整个生命周期中PFC基因产物的表达。目前的研究检测了PFC基因中27000个甲基化位点，这些位点调控着PFC基因的表达。两项研究都检测了年龄从受孕两周到80岁不等的非精神受损个体的死后大脑。

在大多数情况下，当一种叫做甲基的化学物质附着在基因的调节区域上时，它们会使基因沉默。通常甲基化程度越高，甲基化程度越低基因表达．Lipska的团队发现，PFC甲基化的总体水平在产前较低时，基因表达最高，然后在出生时改变方向，随着基因表达在儿童早期骤降而增加。随着年龄的增长，它会趋于平稳。但一些基因的甲基化却表现出相反的轨迹。研究发现，甲基化受到性别、年龄和遗传变异的强烈影响。

例如，男性和女性之间甲基化水平的差异在85%的X染色体检查位点，这可能有助于解释性别差异的疾病，如自闭症和精神分裂症。

不同的基因和基因亚群会在不同的年龄发生甲基化。一些可疑基因在出生密码附近的甲基化达到顶峰，这种酶被称为甲基转移酶，在精神分裂症和双相情感障碍患者中过度表达。这一过程反过来又受到其他基因甲基化以及遗传变异的影响。因此，除了遗传DNA外，与此类精神疾病风险相关的基因还可能通过甲基化影响基因表达。

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