遗传物质的空间分布影响神经精神健康

西班牙-波兰研究小组发现，遗传物质空间分布的变化可能导致神经精神疾病。对转基因实验室小鼠的研究为对抗人类神经精神障碍确定了新的方向;他们还指出，以前对老鼠行为的一些研究结果可能被误解了。

有些精神障碍是遗传的。然而，来自华沙Nencki实验生物学研究所和西班牙阿利坎特神经科学研究所(INA)的研究人员已经表明，心理和基因之间的关系可能比以前认为的更加微妙。在转基因实验室的老鼠，他们发现空间分布神经元中的遗传物质纤维，以及伴随的行为紊乱。由安吉尔·巴可教授(INA)领导的团队的研究成果已发表在著名杂志上自然通讯．

Nencki研究所的Adriana Magalska博士开始解释说:“细胞中的DNA不是裸露的——它包裹在一种叫做组蛋白的蛋白质周围，形成染色质纤维。”她马上补充道:“大多数人肯定都熟悉人类染色体的图片，它类似于字母x。这是一种恰当盘绕的染色质，负责染色体的特征包装。遗传物质"．

为了能够观察染色质，研究人员用绿色荧光蛋白(GFP)标记了它。GFP是一种无毒的蛋白质，在激光照射下会发出绿色荧光。在分子生物学中，它被用来标记特定类型的细胞和研究基因活性。它有如此多的用途，以至于它的发现获得了诺贝尔奖。

在老鼠波兰-西班牙研究小组的研究发现，产生GFP的基因只在神经元中起作用，当小鼠服用其中一种抗生素强力霉素时，这种基因仍然不活跃。所以，如果老鼠一出生就接受了抗生素，基因就会保持不活跃，动物就会正常发育。在研究人员方便的时候，强力霉素可以停用，以激活神经元中绿色荧光蛋白的产生。然后，人们就可以看到这些细胞由于所进行的实验而发生了什么变化。最重要的是，通过使用基因工程，在这些转基因小鼠中，GFP与染色质的一个组蛋白耦合。这意味着实际上转基因小鼠的所有染色质都标记有GFP蛋白。

“正常的小鼠神经元核包含高度浓缩的染色质区域，称为色中心，在细胞用DNA染色标记后，可以在显微镜下观察到明亮的球形物体。它们含有不活跃的基因，”协会的Grzegorz Wilczynski说。Nencki研究所教授。

Nencki研究所的Blazej Ruszczycki博士开发了一款专门用于图像分析的专有软件，允许研究人员将一系列微观图像转换为三维可视化。这种可视化使波兰科学家在产生激活的GFP基因与组蛋白融合的转基因小鼠中发现染色质空间结构的显著差异。神经元核中染色质的三维结构转基因小鼠发现与野生型小鼠不同:色中心更大，不紧密聚焦，但更“模糊”。研究人员还发现，染色质空间结构的改变会影响某些蛋白质的产生，从而导致小鼠的行为与正常行为不同。

研究发现，转基因小鼠的血清素和多巴胺受体水平明显较低。这两种蛋白质都涉及情绪过程，包括抑郁症，”马加尔斯卡博士说。

该团队的西班牙部分对动物行为进行了精确的测试。结果是明确的。与野生型小鼠相比，转基因小鼠过度活跃，表现出自闭症的迹象，在记忆和与其他个体进行新的互动方面存在困难。

西班牙-波兰团队的研究结果意味着，产生GFP的基因与组蛋白结合的激活会导致小鼠神经元发生表观遗传变化，即基因的激活和失活不是由DNA序列决定的，而是由其周围环境决定的变化。这些变化会影响神经元功能，从而导致小鼠出现行为障碍。

“如果DNA纤维空间取向的变化导致小鼠神经心理损伤，那么似乎也可能导致人类神经心理损伤。例如，这对自闭症可能很重要。这一发现指向了未来的研究领域，对现代医学的发展具有潜在的重要意义，”Wilczynski教授说。

但波兰语和西班牙语的出版还有另一个重要原因。多年来，在世界各地的实验室里，转基因小鼠被用于行为实验。到目前为止，所有的科学家都相信引入GFP不会影响动物的反应。我们已经知道事实并非如此。因此，一些先前发表的科学研究可能基于解释不当的数据。