研究为基因表达和神经疾病遗传性提供了新的洞察力

基因的表达响应神经元活性可能会随着时间的推移而显着影响人脑的发展。虽然许多神经科学家研究了神经元活动的表观遗传效应，但大多数研究都在小鼠上进行，因此对人类的这些过程的理解仍然非常有限。

过去的研究一直强调GABAergic神经元回路的改变在各种神经疾病发展中的作用。考虑到这一点，哈佛医学院的研究人员最近进行了一项研究，旨在利用干细胞衍生的GABAergic神经元来表征人类神经元活性依赖的转录和表观遗传变化。

“我们先前的研究这项研究的研究者之一Gabriella L. Boulting告诉MedicalXpress说:“我们在人类神经元中发现了啮齿类动物大脑中没有的依赖于活动的进化基因表达。”“然而，对人类活动依赖的调控元件的全基因组分析对照基因表达并且是进化和疾病相关变化的重要位置，缺乏。“

Boulting和她的同事进行的这项研究有许多关键目标。首先，研究人员想要识别出在响应人类神经元活动时增强其活性的DNA元素，以及控制其功能的蛋白质。此外，研究人员希望更好地了解与神经系统疾病相关的DNA序列变异是如何集中在人类基因组的这些重要部位的。

“我们通过RNA测序观察了基因表达水平的变化，以揭示基因是由人类干细胞衍生的gaba能神经元的去极化引起的。”Boulting说。“我们发现被诱导的基因之前从未被观察到以这种方式调节。”

Boulting和她的同事们发现的一些基因类似于在其他哺乳动物物种中观察到的同源基因，因此它们被认为是“保守的”。这意味着它们可能已经开发出在人类中进行调控的新方法。然而，研究人员发现的其他基因似乎是灵长类基因组特有的。

在他们的实验中，Boulting和她的同事使用称为染色质免疫沉淀的技术，其次是一种称为大规模平行测序（Chipseq）的策略，以检测响应于神经元去极化而活化的人神经元DNA的区域。这些是负责驱动大脑中活性依赖性基因表达的区域。

Boulting说:“使用统计模型来应用gass的结果，我们发现这些DNA区域的一个子集在ASD的遗传能力上得到了增强，但在去极化后没有改变活性的DNA区域却没有。”“我们的发现表明，有许多人类基因在神经系统疾病中发挥作用，它们的调控方式可能是我们无法在啮齿动物身上进行研究的。”

Boulting和她的同事们收集到的这些发现可能有许多重要的意义，因为它们可以帮助当前对人类神经系统疾病及其发展的理解。他们发现的其中一组基因与自闭症有关。总的来说，他们的论文建议仔细的功能研究神经元活动- 人类基因组的调节部分可能导致更好地了解疾病相关的变异如何导致自闭症症状的基因表达的变化。

“在我们的下一项研究中，我们计划研究人DNA序列已经进化以控制这些新的基因表达模式以及如何为健康脑发育和适应功能所需的活性依赖性基因表达的方式，”Boulting表示。“人干细胞衍生神经元和初级组织内的功能性研究对于揭示可能具有灵长类动物的基因功能至关重要。”

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