新的工具可以精确定位疾病的基因来源

许多疾病在基因组或可逆化学变化中具有它们的起源，对称为外形组织的DNA。现在，约翰霍普金斯科学家的新研究结果显示这两个“地图”之间的联系。调查结果，在网站上报告了3月20日美国人遗传学杂志，可以帮助疾病追踪器在这些覆盖层中找到模式，从而为复杂遗传疾病的病因和可能的治疗方法提供线索，包括许多癌症和代谢紊乱。

“通过展示基因变异和表观遗传信息之间的联系，我们为流行病学家提供了一个路线图，”医学博士、公共卫生学硕士、吉尔曼学者安迪·范伯格说，他是法赫德国王医学教授，也是约翰霍普金斯大学医学院基础生物医学研究所表观遗传学中心的主任。“表观遗传标签显示了致病基因变异如何影响远缘基因，进而导致疾病。”

范伯格说，人们早就知道，DNA片段中不包含蛋白质蓝图(曾被认为是“垃圾DNA”)的个体基因变异似乎会改变远距离产生的蛋白质数量。这种现象使得研究人员很难查明其中一些的来源遗传疾病或者治疗目标。范伯格说，这项研究表明，这些基因变异可能通过影响DNA顶部的表观遗传标签(或化学附加物)而作用于遥远的蛋白质形成基因。

Feinberg;Co-Leader Dani Fallin，Ph.D.，彭博自闭症和发展障碍温度和发展障碍中心主任的心理健康部教授和主席;他们的团队分析了数百名健康参与者的遗传数据，以便首先弄清楚正常的表观遗传模式看起来像什么。虽然现在常见的是，比较健康和生病群体的基因组，以确定对疾病的易感性，但还没有以这种方式比较表观群体。研究人员放大了一种类型的表观遗传变化，将称为甲基的化学标签的附着在DNA上的特定部位上。被称为甲基化，这些标签会影响基因是否产生任何蛋白质，如果是的话，多少钱。

研究小组随后寻找了由此得到的表观遗传数据和遗传数据之间的关系。人类遗传密码的特征是具有警示作用的DNA块，孩子们倾向于以称为单倍型的完整块从父母那里遗传。当基因疾病出现时，这些基因块中的一个常被认为是可疑的。然而，由于这些基因块是由成千上万的DNA编码“字母”组成的，研究人员往往无法识别罪魁祸首突变，或其影响的蛋白质形成基因，这些基因可能位于基因块的其他地方。

甲基化模式等表观遗传签名也发生在嵌段中，该团队被称为“Gemes”，用于由基因控制的甲基化块。研究人员发现，Gemes与长遗传块重叠，但要短得多。

这让他们怀疑，这些标签开启或关闭的蛋白质编码基因一定是这种疾病的根源，这种疾病与在该区域其他地方发现的特定基因变体有关。

范伯格实验室的博士后研究员刘云博士说:“以前，人们无法精确定位导致这种疾病的长链DNA变异。”“但现在，通过检测DNA甲基化的一个变异，或一个GeMe，研究人员将知道几百个甲基化核苷酸中的一个或多个可能导致这种疾病。”

“这些相应的遗传和表观遗传图谱提供了关于基因组的结构及其调节表观遗传标记的新见解。这可以告知未来大规模流行病学研究中多种类型的数据的集成，”弗林说。

范伯格说，他希望研究人员将这些发现视为在正在进行的疾病遗传分析中加入表观遗传学分析的一个理由。他说，他的研究小组的下一步将是寻找与特定疾病(如克罗恩病和肝硬化)相关的gem，在这些疾病中，研究人员一直在努力分离出有问题的遗传密码部分。“包括我们在内的研究人员可以利用这些信息来观察与健康人相比，患者的牵连基因是开启还是关闭，”Feinberg说。

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