关键修饰符中发现基因缺失与神经发育障碍有关
神经发育障碍,包括精神分裂症和自闭症,可能源于复杂的交互修改单个基因的影响。在一项新的研究中,研究人员评估的影响超过300成对knockdowns-reducing两个基因的表达同时果蝇的基因位于人类染色体的区域3,删除时,已经与这些疾病。这些相互作用表明,疾病涉及许多基因的复杂的因果关系,而不是造成任何个人基因的影响。一个基因特别是NCBP2,似乎是一个关键的修饰符,删除影响其他基因的影响。
一篇论文描述了宾夕法尼亚州立大学的科学家们的研究结果,波士顿大学和佛罗里达大学,发表在2月13日的在线杂志公共科学图书馆遗传学。
“神经发育障碍,如精神分裂症和孤独症,常与大型基因缺失或重复,“说Santhosh Girirajan,生物化学和基因组学的副教授分子生物学宾夕法尼亚州立大学和人类学部门和研究小组的领导人。“这些人类基因组变异可以包含很多基因,所以拼凑分子机制导致这些疾病是非常困难的。删除对人类染色体3,称为3 q29,包含160万个碱基对,其中有21个基因。测试这些基因之间的相互作用在哺乳动物模型将成本time-prohibitive,所以我们使用果蝇,它允许我们测试大量的遗传相互作用相对迅速。”
的21个基因位于3 q29删除,果蝇同行已确定了14基因。使用一种称为RNA干扰(RNAi)的技术,这减少了基因的表达在特定的组织中,研究人员首先单独撞倒了14飞基因的表达和量化影响细胞是如何组织的苍蝇的眼睛。然后他们看着成对击倒的同时减少两个基因的表达。总的来说,他们测试了314成对击倒,包括所有14的基因之间的交互之间的3 q29删除,这些基因在神经发育和其他与已知的作用。
“当我们看着成对击倒,基本上有三种可能的结果,”马修·詹森说,宾夕法尼亚州立大学研究生和co-first该论文的作者之一。”的效果可能是添加剂,这意味着我们看到成对的影响可拆卸的仅仅是我们将看到通过添加两个个体基因的影响。这将表明,基因独立行动。或者,我们可以看到一个拯救个别基因的影响,或者我们可以看到的影响变得更糟。最后这两个结果代表的基因之间的相互作用,在整体大于各部分的总和,并建议一个更复杂的基因之间的关系。”
在所有研究小组测试的成对击倒,站在一个特定的基因是有很大影响的影响所有的其他基因3 q29删除。NCBP2基因编码的一种蛋白质,是“核cap-binding复杂”的一部分的RNA分子结合,并在RNA调控过程中发挥作用,在细胞内运输和腐烂。NCBP2交互的主要影响是细胞周期的中断和增加细胞凋亡细胞死亡。研究人员提出,NCBP2可以修改几个细胞过程,不一定直接与细胞凋亡有关,但最终导致一连串的事件,导致细胞死亡。因此,研究人员认为,细胞凋亡是一种重要的分子机制神经发育障碍有关3 q29删除。
研究小组证实了细胞凋亡的作用通过交叉击倒苍蝇苍蝇基因过表达,抑制细胞凋亡。这样做获救或减少降价的效果。他们还测试了几个基因的作用在一个单独的模型和交互系统青蛙,发现类似的结果。
“3 q29删除授予约40倍患精神分裂症和20倍患孤独症的风险。”Girirajan说。“而不是试图详尽研究单个基因删除,我们想尝试得到一个更广泛的图片是怎么回事。通过研究两两相互作用,我们可以得到一个更好的理解的分子和细胞机制导致这些毁灭性的疾病。”
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