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《基因组研究样品道德操作指南》发布

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《基因组研究样品道德操作指南》发布
《自然》杂志官网18日报道称,南非开普敦大学生物伦理学家詹提纳·德弗里斯率领“非洲人类遗传与健康”(H3Africa)计划的伦理工作组,发布了《基因组研究样品道德操作指南》(以下简称《指南》),希望加强非洲科学家在当地开展的基因组合作研究项目中的自主性和独立性。
近年来,发达国家研究人员开始大量测序非洲的基因组。这些数据为了解人类的过去,特别是遗传多样性最高的非洲疾病和对药物的潜在反应,提供了巨大帮助。但在非洲大陆,很少有机构拥有处理大量基因组数据的设备和能力,因此,非洲科学家经常不得不接受外国合作伙伴提供的条件。H3Africa在10年内花费1.88亿美元,资助了非洲领先的基因组学项目,旨在培训生物信息学家并创建生物库,同时南非也在投资基因组研究设备。
《指南》中的自愿规则,对应的就是所谓的“直升机”研究。这种研究特指外国科学家从社区获取样本和数据,然后返回自己国家的研究机构。其他类似的准则都旨在确保非洲公民从研究中最终受益。
《指南》呼吁,非洲学术界应对非洲样本研究提供“有意义和实质性”的知识贡献。研究人员在某些情况下可以采集非洲大陆标本,但项目应该让非洲科学家参与进来,并形成独立的工作能力。
德弗里斯希望《指南》能帮助当地科学家与外国合作伙伴谈判。业内遗传学者认为,这个指南把多年来一直讨论的内容编撰成文,值得肯定。但也有学者担心,这些规则可能加剧非洲科学家与他国科学家间的紧张关系。(生物谷Bioon.com)

JCI insight:CRISPR-CAS9 基因编辑技术用于治疗肌营养不良症

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2019年1月9日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –CRISPR的基因编辑技术是治疗遗传性疾病的革命性方法。但是,该工具尚未用于有效治疗长期慢性病。由密苏里大学医学院的Dongsheng Duan博士领导的一个研究小组已经确定并克服了CRISPR基因编辑的障碍,这可能为使用该技术进行持续治疗奠定基础。
CRISPR基因编辑的灵感来自于身体抵御病毒的天然防御能力。该技术使研究人员能够通过切除和替换基因组中的突变来改变DNA序列,该突变有可能治疗各种遗传疾病和病症。 Duan和他在美国国立卫生研究院和杜克大学推进转化科学国家中心MU的合作者正在研究如何利用CRISPR治疗Duchenne肌营养不良症(DMD)。
Duan的实验室使用CRISPR静脉内治疗6周龄DMD小鼠。他们最初采用了许多研究人员广泛使用的策略。在该方法中,施用相似量的Cas9和gRNA。虽然直接注入肌肉时效果很好,但当团队试图在身体的所有肌肉中实现长期矫正时,这种策略产生了不良后果。他们发现,骨骼肌中没有肌营养不良蛋白的恢复,心脏中的肌营养不良蛋白恢复很低 – 治疗无法阻止疾病进展。
JCI insight:CRISPR-CAS9 基因编辑技术用于治疗肌营养不良症
(图片来源:www.pixabay.com)
在审查结果时,研究小组发现了gRNA的过度消耗,这意味着没有足够的gRNA来告诉Cas9切割的位置。该团队增加了gRNA标志的数量并重复了实验。这一新策略显着增加了心肌和骨骼肌中肌营养不良蛋白的恢复,并在18个月时减少了肌肉瘢痕。此外,肌肉功能和心脏功能得到改善。
“我们的结果表明,gRNA缺失是长期全身性CRISPR治疗的独特障碍,”Duan说。 “我们相信这一障碍可以通过增加和优化gRNA剂量来克服。虽然这有改进DMD疗法的令人兴奋的可能性,但我们相信这一原则也可能适用于其他一系列其他疾病和病症的CRISPR疗法。”
在探索其他模型之前,研究人员将继续在小鼠模型中测试和改进该方法。随着更多的研究,他们希望这种见解可能有助于为使用CRISPR基因编辑的改进疗法奠定基础。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Researchers overcome hurdle in CRISPR gene editing for muscular dystrophy

原始出处:Chady H. Hakim et al. AAV CRISPR editing rescues cardiac and muscle function for 18 months in dystrophic mice. JCI Insight, 2018; 3 (23) DOI: 10.1172/jci.insight.124297

中国种茶树全基因组获解密

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中国种茶树全基因组获解密

安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室(安徽省实验室)宛晓春教授研究团队,联合深圳华大基因和中国科学院国家基因研究中心(上海)等相关研究团队,破解了世界上分布最广的中国种茶树的全基因组信息,相关成果4月21日在线发表于美国《国家科学院院刊》。

世界主栽茶树分属两个变种: 中国种和阿萨姆种,前者叶小,分布广,适制绿茶等六大茶类;后者叶大,主要分布在热带和冬季温暖的亚热带地区,适制红茶和普洱茶。研究团队以国家级茶树品种舒茶早(中国种)为材料,用二代和三代测序技术对其进行测序,采取杂合组装策略,获得覆盖基因组93%区域的高质量序列草图,注释出33932个高可信度的茶树基因。

结果显示,中国种基因组大小为3.1Gb,重复序列含量为64%,基因组组装的完整性和质量远高于现有同类已测序物种组装水平。研究发现,茶树祖先种大约在8000万年前与亲缘关系最近的猕猴桃物种发生分化,继而在154~38万年前,又分化形成中国种和阿萨姆种。

研究发现,茶树基因组发生过两次全基因组复制事件,最近一次发生在4000~3000万年前,该事件及后续串联复制导致了与儿茶素类物质和咖啡碱生物合成相关的基因拷贝数显着增加。而儿茶素的生物合成受到复杂的转录调控,许多与生物逆境和非生物逆境相关的转录因子都与儿茶素含量高度相关。研究发现了一个参与茶氨酸合成的关键酶基因(CsTSI),并通过转录组学和转基因分析,证明CsTSI具有合成茶氨酸的酶活性。比较基因组分析发现,萜烯类等物质的合成酶基因拷贝数在茶树基因组中也发生显着扩增,有助于解释茶叶独特的香气。这些发现首次从基因组层面系统解开了茶叶中富含独特的风味物质之谜。(生物谷Bioon.com)

Nature子刊报道中国科学家发现一水稻变异基因 可增产15%

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Nature子刊报道中国科学家发现一水稻变异基因 可增产15%

作为地球上最为重要的粮食作物之一,水稻的产量直接关系到地球近一半人口的温饱,不断增加水稻产量一直是很多农业科学家毕生的追求。

日前,中国科学家发现水稻的穗发育基因(FRIZZY PANICLE,FZP)在自然界中发生变异,可显着增加水稻每穗的粒数和轻微降低每粒的粒重,使水稻产量增加15%。

北京时间10月31日00:00,上述研究论文在国际学术期刊《自然》(nature)的子刊《自然·植物》(nature plants)在线发表。该研究来自华中农业大学生命科学技术学院教授邢永忠的研究小组。

邢永忠在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时表示,水稻的穗发育基因(FRIZZY PANICLE,FZP)具有阻止腋芽分生组织形成并建立花分生组织的作用,水稻的产量和其密切相关。

邢永忠称,FZP是一个很重要的发育基因,其编码蛋白是不能改变的,若改变则水稻就无法结种。但是,可以通过控制FZP的表达量来控制水稻的产量。FZP的功能强,水稻粒子就变大,粒子数变少;FZP功能弱,水稻粒子就变小,粒子数就变多。

邢永忠称,每穗粒数、穗数和千粒重三个因素决定了水稻单亩产量,但是增加每穗粒数是增加产量的最有效途径。FZP的表达量变化恰好同时调控每穗粒数和千粒重的变化,如何优化FZP的表达量从而使二者关系最优化,从而使水稻产量最大化,是需要进一步研究的。

邢永忠研究小组就利用粒形差异显着的亲本川7和豪博卡构建的群体通过图位克隆(Map – based cloning,又称定位克隆),在亲本川7的FZP上游5.3kb处,发现一个18bp片段的转录沉默子发生复制,造成拷贝数变异(Copy number variation,CNV),名为CNV-18bp,使得亲本川7里有两个18bp片段串联在一起。

拷贝数(copy number)是指某基因在某一生物的基因组中的个数,单拷贝就是该基因在该生物基因组中只有一个,多则指有多个。拷贝数变异(Copy number variation,CNV)是由基因组发生重排而导致的,一般指长度为1kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少。

进一步的研究发现,转录抑制子OsBZR1结合CNV-18bp中的CGTG基因序列,从而抑制了FZP的表达。这种有两个18bp片段的FZP表达量比单个拷贝的要低,使得穗分枝时间更长,产生更多的种子,种子略微变小。该团队通过研究发现,有两个18bp片段的水稻千粒重大概减少了10%左右,每穗粒数增加40%-50%,穗数并无显着性差异,但水稻产量要比只有一个18bp片段的高15%。

事实上,绝大多数水稻中只有一个18bp片段,邢永忠团队检测了500多份材料发现,只有印度、孟加拉等东南亚地区的少数品种才有两个串联的18bp片段。邢永忠称,这种是在自然界中发生变异的。因此,可以利用分子标记辅助育种,使该优良等位基因在中国高产品种的改良中发挥巨大作用。

邢永忠对此很有信心,其所领导的小组正在利用该优良等位基因,对中国水稻骨干亲本加以改良。(生物谷Bioon.com)

Nat Genet:揭开困扰科学界50年的奥秘 科学家们有望开发出治疗常见血液疾病的新型基因疗法

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2018年4月4日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中,来自澳大利亚新南威尔士大学的研究人员通过研究利用CRISPR基因编辑技术成功将有益的天然突变引入到了血细胞中,从而就能增强血细胞和胎儿血红蛋白的产生,相关研究或能帮助研究人员开发治疗镰状细胞贫血和其它血液障碍的新型疗法。

Nat Genet:揭开困扰科学界50年的奥秘 科学家们有望开发出治疗常见血液疾病的新型基因疗法

图片来源:UNSW

这项研究中,研究人员解开了困扰科学家们50年的秘密,即一小部分人群机体中所携带的特殊突变如何运作来改变人类机体基因的表达。研究者Crossley说道,这种有益的突变是有机的,其不会向细胞中引入新的DNA,这种良性的突变对多种血液疾病患者是非常有益的。地中海贫血或镰状细胞贫血的患者机体的血红蛋白常常会出现缺陷,这种关键的分子能够在肺部“拾起”氧气分子并且其运输到机体其它器官组织中,上述疾病患者通常需要终生进行输血或药物治疗。

然而,有些血液障碍患者的疾病症状相对较轻,因为其所携带的突变能够开启产生胎儿血红蛋白的基因的表达,从而就能够补偿受损的成人血红蛋白。胎儿血红蛋白基因的表达在个体出生后就会沉默,研究人员一直想知道该基因的表达是如何被关闭的,通过研究后,研究人员发现了两种名为BCL11A和ZBTB7A的基因,其能够通过直接结合的作用来关闭胎儿血红蛋白的功能,而且研究人员引入的有益突变也能通过干扰这两个基因的结合位点来发挥作用。

这项研究不仅有助于科学家们了解这些基因被调控的分子机制,同时研究人员还能够将研究重点转移到利用CRISPR来靶向作用基因组中的一些精确位点,从而开发出治疗这些遗传性疾病的新型疗法。这项研究中,研究者表示,能够关闭胎儿血红蛋白基因表达的BCL11A基因能够直接与胎儿血红蛋白的基因结合;随后研究人员鉴别出了第二个抑制基因—ZBTB7A。

研究者Lu Yang博士说道,我们设计出了一种新方法,其能首次促进可视化蛋白与胎儿血红蛋白基因相结合,镰状细胞贫血和β地中海贫血是世界上最常见的单基因遗传病,其影响着数百万人的健康,这些疾病在一些疟疾存在的地区尤为流行,比如东南亚、中国南方地区和印度、非洲等。后期研究中,研究人员还将通过更为深入的研究来开发治疗常见血液疾病的多种新型疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Gabriella E. Martyn, Beeke Wienert, Lu Yang, Manan Shah, et al. Natural regulatory mutations elevate the fetal globin gene via disruption of BCL11A or ZBTB7A binding. Nature Genetics (2018) doi:10.1038/s41588-018-0085-0

elife:基因标记能够预测脊柱损伤的预后效果

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2018年10月7日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –根据发表在《eLife》杂志上的一项研究,科学家已经确定了与脊髓损伤严重程度相关的基因特征。这一发现可以为寻找预测脊髓损伤恢复的生物标志物提供信息,并可能确定新的治疗靶标。
到目前为止,仍没有针对脊髓损伤后立即恢复运动和感觉功能的治疗方法。其中一大主要障碍是缺乏对脊髓损伤发生时发生的复杂生物过程的理解。
“我们对脊髓损伤引发的病理生理过程的理解是不完整的,”资深作者Michael Skinnider解释到。
elife:基因标记能够预测脊柱损伤的预后效果
(图片来源:Www.pixabay.com)
该团队首先回顾了过去的实验,找到了与脊髓损伤反应相关的基因。通过搜索500多项研究,他们发现了695种与脊髓损伤反应相关的独特人类基因,其中151种在多项研究中均得到了验证。进一步分析表明,这些基因在生物学功能上相关,即编码的蛋白质存在相互的物理作用。
为了确定这些基因是否真实地反映了脊髓损伤后的功能变化,该团队构建了一个来自健康人脊髓的基因网络,并将这些数据与实验研究中确定的数据相结合。他们发现这些基因在脊髓损伤的反应中非常重要。
他们接下来研究了脊髓损伤后小鼠和大鼠中基因表达情况,以确定这些基因组是否存在显著改变。他们发现包括M3和M7在内的四个基因簇结构被打开,另外两个基因簇被关闭。
在研究的所有基因簇中,M3基因与小鼠和大鼠的损伤严重程度最相关,这表明这些基因可以成为预测损伤严重程度的理想生物标志物。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Gene signature predicts outcome after spinal cord injury


原始出处:Jordan W Squair, Seth Tigchelaar, Kyung-Mee Moon, Jie Liu, Wolfram Tetzlaff, Brian K Kwon, Andrei V Krassioukov, Christopher R West, Leonard J Foster, Michael A Skinnider. Integrated systems analysis reveals conserved gene networks underlying response to spinal cord injury. eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554/eLife.39188

Cell:绘制出人基因组自我折叠的四维图谱

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Cell:绘制出人基因组自我折叠的四维图谱
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.09.026。

2017年10月14日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院、莱斯大学、斯坦福大学和布罗德研究所等研究机构的研究人员首次构建出高分辨率的人基因组折叠的四维图谱,这样当它随着时间的推移进行折叠时,就可对它进行追踪。这一发现可能会带来研究遗传疾病的新方法。相关研究结果发表在2017年10月5日的Cell期刊上,论文标题为“Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains”。论文通信作者为贝勒医学院基因组结构中心主任Erez Lieberman Aiden博士。论文第一作者为斯坦福大学医学生、Aiden实验室成员Suhas Rao。


建立连接

几十年来,科学家们一直猜测,当人细胞对一种刺激作出反应时,在基因组中相隔很远的DNA序列元件快速地找到彼此,在染色体上形成环状结构。通过在空间上重排这些DNA序列元件,细胞能够改变哪些基因是有活性的。

在2014年,这些研究人员就已证实绘制这些环状结构是可能的。但是他们首次绘制的这些图谱是静态的,而不能够观察这些环状结构发生的变化。仍然不清楚的是,在细胞核拥挤的空间中,DNA序列元件是否足够快地找到彼此,从而控制细胞反应。

Rao说,“在此之前,我们能够绘制基因组在一种特定的状态下如何折叠的图谱,但是静态图谱的问题在于如果没有发生任何变化,就很难弄清楚它是如何发挥作用的。我们当前的方法更像是拍摄电影;当基因组的折叠消失和重新出现时,我们能够观察它们。”


黏连蛋白控制几乎所有的DNA环状结构

为了追踪这种折叠过程,这些研究人员首先破坏黏连蛋白(cohesin),即一种位于几乎所有已知的DNA环状结构周围的环形蛋白复合物。在2015年,他们已提出黏连蛋白通过一种挤压(extrusion)过程在细胞核中产生DNA环状结构。

Aiden博士说,他们在2015年提出的这种模型的一种至关重要的预测是在黏连蛋白不存在时,所有的DNA环状结构应当会消失。在这项新的研究中,Aiden、Rao和同事们对这种预测进行了测试。

Rao说,“我们发现当我们破坏黏连蛋白时,成千上万个DNA环状结构消失了。随后,当我们导入黏连蛋白时,所有的这些DNA环状结构又出现了,通常在几分钟内就完成了。这正是这种挤压模型所预测的那样,而且它提示着黏连蛋白沿着DNA移动的速度在任何已知的人蛋白中是最快的。”


环状结构VS成群序列元件

但是并不是所有的事情都像这些研究人员预期的那样发生。在某些情况下,DNA环状结构发挥的作用与这些研究人员预期的完全相反。

Aiden说,“当我们观察到基因组上的成千上万个DNA环状结构变得更弱时,我们注意到一种有趣的模式。有一些奇怪的DNA环状结构变得更强。随后,当我们导入黏连蛋白时,大多数DNA环状结构重新出现,但是这些异常的DNA环状结构再次做相反的事情:它们消失了。”

通过仔细观察这些图谱如何随着时间的推移发生变化,这些研究人员意识到挤压并不是将相隔远处的DNA序列元件连接在一起的唯一机制。第二种被称作区室化(compartmentalization)的机制并不涉及黏连蛋白。

Rao解释道,“我们观察到的第二种机制与挤压完全不同。挤压倾向于一次将两个DNA序列元件连接在一起,而且仅当它们位于同一条染色体上时。第二种机制能够将大群的序列元件彼此间连接在一起,即便它们位于不同的染色体上,也是如此。它看起来似乎与挤压一样快速。”

论文共同作者、布罗德研究所主任Eric Lander说,“我们正开始理解DNA序列元件在细胞核中连接在一起的规则。鉴于当这些序列元件随着时间的推移发生移动时,我们能够对它们进行追踪,其内在机制正开始变得更加清晰了。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Suhas S.P. Rao, Su-Chen Huang, Brian Glenn St Hilaire et al. Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains. Cell, 5 October 2017, 171(2):305–320, doi:10.1016/j.cell.2017.09.026

寨卡病毒基因工程疫苗研究取得进展

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寨卡病毒基因工程疫苗研究取得进展
近期,中国科学院上海巴斯德研究所在寨卡病毒基因工程疫苗研究中取得新进展。相关成果Insect cell-produced recombinant protein subunit vaccines protect against Zika virus infection(《昆虫细胞生产的重组蛋白亚单位疫苗能够预防寨卡病毒感染》)于4月19日在国际学术期刊Antiviral Research 在线发表。该项工作主要由黄忠课题组和金侠课题组共同完成,并得到了巴斯德所研究员钟劲和冷启彬的协助支持。
寨卡病毒(Zika Virus, ZIKV)是一种RNA病毒,属于黄病毒科中的黄病毒属,主要通过蚊子传播。近几年来,寨卡病毒在美洲地区爆发流行,感染人数达数百万之多,并且有蔓延到其它地区的趋势。临床分析显示,寨卡病毒感染与新生儿小头症及成人的格林巴列综合症高度相关。动物试验也证明寨卡病毒可感染脑神经组织,导致小头症及其它出生缺陷。因此,寨卡病毒对全球公共健康已经构成了严重威胁。但目前还没有商业化的疫苗来预防寨卡病毒感染。
为了开发寨卡病毒基因工程疫苗,硕士研究生屈攀科等在黄忠和金侠的共同指导下,利用果蝇S2表达系统制备了基于寨卡病毒包膜蛋白(E)的不同长度重组蛋白,进一步在小鼠模型上评价这些重组蛋白疫苗的免疫原性和抗病毒保护效果。研究结果显示,E蛋白的胞外区(称为E80)及其结构域III(称为EDIII)均可在S2系统中高效表达;E80和EDIII疫苗都能在小鼠中诱导抗原特异性的抗体和T细胞免疫应答;在自主研发的寨卡病毒感染小鼠模型中,E80免疫小鼠血清和EDIII免疫小鼠血清都具有显着的抗病毒保护效果。值得指出的是,在相同剂量的情况下,EDIII疫苗所诱导的中和抗体效价比E80疫苗所诱导的中和抗体效价更高,而且能够提供更强的保护作用。以上结果表明,S2细胞来源的EDIII是一个非常有前景的寨卡病毒基因工程疫苗原型,值得开展后续的临床前和临床研发。
该项研究得到了国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项培育项目、中科院国际合作项目、欧盟ZIKAlliance项目等的资助。(生物谷Bioon.com)

Trends in Plant Science:基因编辑技术帮助科学家们培育辣味的番茄!

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2019年1月8日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –从进化的角度来看,辣椒跟番茄是远房表兄弟的关系。它们在1900万年前从共同祖先那里分离。尽管如此,他们仍然分享着一些相同的DNA。
研究人员在1月7日发表在《Trends in Plant Science》杂志上的一篇观点文章中指出,利用最新的基因编辑技术,虽然具有挑战性,但也可能使番茄生产辣椒素。他们的目标不是制备什么黑暗食物,而是出于商业目的:批量生产辣椒素。
Trends in Plant Science:基因编辑技术帮助科学家们培育辣味的番茄!
(图片来源:www.pixabay.com)
“将辣椒素设计到番茄上会使生产这种化合物变得更容易,更便宜,”资深作者AgustinZsögön说,他是巴西Viçosa联邦大学的植物生物学家。“我们拥有足够强大的工具来设计任何物种的基因组;然而,挑战在于知道要设计哪种基因以及在哪里。”
辣椒素添加的辛辣味道不是味道,而是对疼痛的反应。它们激活舌头中的神经细胞,处理热引起的疼痛,大脑将其解释为灼烧感。有证据表明辣椒素的进化有助于辣椒阻止小型哺乳动物吃水果。而鸟类对分子没有疼痛反应,因此是很好的传播种子的媒介。
“从理论上讲,你可以利用这些基因在番茄中生产辣椒素,”Zsögön说。 “由于我们没有关于番茄果实中辣椒素类途径表达模式的可靠数据,我们必须尝试其他方法。一种是一次激活候选基因,看看会发生什么,产生哪些化合物。“
辣椒基因组的测序以及番茄具有刺激性必需基因的发现为设计辛辣番茄铺平了道路。研究人员写道,这项努力不仅有助于更好地了解这种独特植物学特性的进化,而且可以促进番茄辣椒素类生物制剂的发展,但也许可以在杂货店过道中开发一些新的农产品品种。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Should researchers engineer a spicy tomato?

原始出处:Rezende-Naves et al. Capsaicinoids: pungency beyond Capsicum. Trends in Plant Science, 2019 DOI: 10.1016/j.tplants.2018.11.001

Nat Med:科学家鉴别出新型痴呆症风险基因

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2018年12月5日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的研究人员通过研究鉴别出了参与痴呆症患者神经变性发病的遗传过程,相关研究结果或能帮助研究人员开发新型疗法减缓或抑制疾病的进展。

Nat Med:科学家鉴别出新型痴呆症风险基因

图片来源:UCLA/Geschwind lab

文章中,研究者发现了参与突变的两大类基因,这些基因突变会导致tau蛋白的过量表达,而这是痴呆症患者机体中神经元进行性缺失的标志,尽管本文研究是对痴呆症小鼠模型进行的,但研究人员还进行了额外的试验表明,相同的遗传过程在人类大脑中也会发生。研究人员对一个大型的实验性药物遗传效应数据库进行了搜索,从而确定哪些药物能够改变神经元的缺失或神经变性的发生;在人类细胞培养液中,研究者发现,利用这些分子就能够干预机体的神经变性过程。

研究者Daniel Geschwind教授说道,本文研究是迄今为止相关领域最为全面的一项研究,其鉴别出了机体发生神经变性的根源,并为科学家们提供了新的方向来开发治疗诸如阿尔兹海默病等痴呆症的新型疗法。据美国CDC数据显示,目前在美国有超过500万人群患有阿尔兹海默病或相关的痴呆症,预计到2060年这一数字还会增长近两倍,当前并没有疗法能改变神经变性相关的痴呆症的发生过程。

尽管科学家们鉴别出了痴呆症风险基因,但目前他们并不清楚这些基因如何诱发级联事件,进而导致脑细胞死亡,本文中,研究人员利用系统生物学的方法解开了这一谜题,即利用强大的基因组和分析工具研究人类机体基因组的完整性,同时考虑数千个基因与细胞和其所产生的蛋白质之间复杂的相互作用。研究人员利用系统生物学的技术鉴别出了导致额颞痴呆患者机体中tau蛋白过量产生的突变遗传过程,额颞痴呆是早发性痴呆症的一种,类似的过程在阿尔兹海默病及核上性麻痹中也扮演着关键角色。

研究者指出,为何对痴呆症小鼠模型进行的研究结果无法转化到人类机体中,或许是因为大部分的小鼠研究都依赖于单一的近亲繁殖种;为了增加相关研究发现带来广泛意义的可能性,研究人员在三种遗传特性不相同的小鼠品系中研究了额颞痴呆所诱发的突变,同时他们还分析了小鼠发生神经变性的大脑在不同部位和不同时间点所出现的基因特性,研究者发现了两种基因簇或与所有小鼠模型发生神经变性直接相关,而且均位于大脑的易感区域。

最后研究者Geschwind表示,后期研究人员还希望通过更为深入的研究开发出能有效治疗阿尔兹海默病等痴呆症的新型药物或疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Vivek Swarup, Flora I. Hinz, Jessica E. Rexach, et al.  Identification of evolutionarily conserved gene networks mediating neurodegenerative dementia, Nature Medicine (2018). DOI: 10.1038/s41591-018-0223-3

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