科学家将罕见的遗传现象与神经元功能联系起来，即精神分裂症

在我们的细胞中，DNA的语言被书写，使我们每个人都是独一无二的。串联重复发生在DNA中，当一个或多个核苷酸(DNA的基本结构单位，编码在化学物质胞嘧啶(C)，腺嘌呤(A)，鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)的基础上)的模式被串联重复多次。一个例子可能是:CAG CAG CAG，其中模式CAG重复了三次。

现在，利用最先进的全基因组测序和机器学习技术，北卡罗来纳大学医学院的遗传学副教授Jin Szatkiewicz博士及其同事进行了第一次也是最大的研究之一串联重复的精神分裂症，阐明了他们对这种毁灭性疾病的发展所作的贡献。

发表在杂志上《分子精神病学》这项研究表明，精神分裂症患者的基因组中罕见串联重复序列的比例明显更高——比非精神分裂症患者高出7%。他们观察到串联重复序列在整个基因组中并不是随机分布的;根据之前的研究，它们主要存在于对大脑功能至关重要的基因中，已知对精神分裂症很重要。

同时兼任精神病学助理教授的Szatkiewicz说:“我们认为这一发现为未来对此类变异的精确生物学机制进行功能研究打开了大门。”“了解精神分裂症的生物学原因将使未来的诊断测试、有效的药物和个性化治疗成为可能。”

串联重复通常不会对健康产生负面影响。然而，根据串联重复序列在基因组中的位置以及它们的长度，它们可能导致疾病。例如，亨廷顿舞蹈症是由HTT基因的串联重复异常扩增引起的。一旦HTT基因上的胞嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤(CAG)序列重复36次以上，就会发病。

长时间的重复扩张会导致异常的蛋白质产物，其中谷氨酰胺的延伸轨迹对脑细胞是有毒的。这些重复序列是遗传的，并且随着疾病严重程度的增加或发病年龄的降低，在连续的几代中越来越长。

在他们目前的研究中，Szatkiewicz和她的团队研究了2100个个体的整个基因组，以发现看起来异常长且独特或罕见的串联重复序列。因为所有参与者都提供了访问他们的医疗记录在美国，该团队能够将这些来自精神分裂症患者的长而罕见的重复DNA序列样本与来自研究中没有精神分裂症患者的样本进行比较。这使得研究人员能够确定这些串联重复中的哪些可能与精神分裂症的发展有关。

通过基因网络分析，本研究的作者证明了在精神分裂症中发现的具有罕见串联重复序列的基因主要影响突触和神经元信号功能。此外，这些基因高度进化保守，表明了重要的生物学功能，因此串联重复序列可能产生的重大影响。

北卡罗来纳大学医学院的研究人员随后与多伦多儿童医院的科学家合作，研究这种罕见串联变异水平的增加是否也会在另一组独立收集的样本中发现。Szatkiewicz的发现在加拿大的调查中得到了复制，表明这种新发现的串联重复序列和精神分裂症之间的联系是相当强的。

“我们认为这是一项重要的研究，”共同资深作者Ryan Yuen博士说，他是患病儿童医院的资深科学家，多伦多大学分子遗传学助理教授。“我们相信，我们的工作为串联重复DNA突变在精神分裂症发展中的作用提供了重要的线索。”