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厚此薄彼:脑细胞更喜欢父母一方的基因

 

盐湖城——大多数孩子说他们对爸爸妈妈的爱是平等的, 但有时候,即使是最好的孩子也会更喜欢父母中的一方. 同样的道理也适用于人体细胞如何对待大发娱乐的DNA指令. 长期以来,人们一直认为每个基因拷贝——一个遗传自母亲,一个遗传自父亲——受到的对待是一样的. 科学家们的一项新研究 犹他大学医学院 表明大脑中细胞优先激活一个拷贝而不是另一个拷贝的情况并不罕见. 这一发现打破了经典遗传学的基本原理,并提出了基因突变可能导致大脑紊乱的新途径.

至少在新生老鼠大脑的一个区域, 新的研究表明, 不平等似乎是常态. 大约85%的基因在中缝背核, 以分泌控制情绪的化学物质血清素而闻名, 不同地激活它们的母系和父系基因拷贝. 10天后在青少年的大脑中, 景观发生了变化, 除了10%的基因外,这两个拷贝都被同等激活.

不只是脑子里的一个怪东西, 这种差异也发生在身体的其他部位, 包括肝脏和肌肉. 它也发生在人类身上.

大发娱乐通常从整个人或动物的角度来考虑特征. 当大发娱乐观察细胞水平时,大发娱乐发现, 遗传学比大发娱乐想象的要复杂得多,” 克里斯托弗·格雷格博士.D., 神经生物学和解剖学助理教授,该研究的资深作者 神经元 2月. 23. 他继续说:“这一新的图景可能有助于大发娱乐了解大脑疾病。.

在以这种非正统方式调控的基因中,有一些是精神疾病的风险因素. 在人类中,一种叫做 DEAF1, 与自闭症和智力残疾有关, 显示一个基因拷贝在大脑多个区域的优先表达. 对灵长类动物进行更全面的调查, 是什么代替了人类, 表明许多其他基因也是如此,包括一些与亨廷顿氏病有关的基因, 精神分裂症, 注意缺陷障碍, 还有双相情感障碍.

基因失衡对大发娱乐的健康意味着什么还有待确定, 但初步结果表明,它可能会形成对疾病的脆弱性, 解释了格雷格. 正常情况下,一个基因的两个拷贝在其中一个有缺陷的情况下起到了保护缓冲的作用. 激活一个突变的基因拷贝,并使健康的拷贝沉默——即使是暂时的——也可能具有足够的破坏性,在特定细胞中造成麻烦.

支持这个观点, 格雷格的实验室发现,转基因小鼠的一些脑细胞优先激活突变基因拷贝,而不是健康基因拷贝. “人们通常认为,一个基因的两个拷贝之间存在相关性,埃利奥特·费里斯说, 他是一名计算机科学家,与研究生黄伟超共同领导了这项研究. 相反,他们发现了一些意想不到的东西. “大发娱乐开发了挖掘大数据的新方法,并发现了一些新的东西,”黄解释说.

研究人员在他们的研究中筛选了数千个基因, 量化每个母本和父本基因拷贝的相对激活水平,发现在许多基因中这两个基因的表达是不同的. 对他们所看到的感到惊讶, 他们开发了统计方法来严格测试它们的有效性,并确定它们不是由于技术工件造成的, 也不是基因噪音. 跟进他们的发现, 他们更仔细地检查了一组基因, 在老鼠和人类大脑的细胞水平上直接观察到基因拷贝之间的不平衡.

格雷格及其同事的研究结果建立在之前的研究基础之上, 扩展基因偏爱的场景. 印迹基因和x连锁基因是特定的基因类别,不同的激活他们的母亲和父亲的基因拷贝. 对培养细胞的研究也确定了一些基因表达的拷贝不同. 这项研究的结果, 然而, 表明沉默一个基因拷贝可能是细胞在动物生命周期的特定时间微调其遗传程序的一种方式, 或者在离散的地方.

大发娱乐的新发现揭示了一个新的格局,即根据年龄影响大脑中母亲和父亲基因拷贝的表达, 大脑区域, 组织类型,格雷格解释道。. “这意味着一种新的遗传学观点,一种从近距离开始的观点."

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这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持, 西蒙斯基金会, 犹他大学, 和纽约干细胞基金会.

除了葛雷格, 黄, 和摩天, 合著者:Tong Cheng, 科妮莉亚·斯塔彻·霍恩德利, 凯利格里森, 卡罗尔Tamminga, 肯尼斯·鲍彻, 以及犹他大学的简·克里斯蒂安, 以及维克森林医学院的珍妮丝·瓦格纳. 这项研究发表在 神经元 as "多种非遗传等位基因特异性表达效应在哺乳动物大脑细胞水平上形成遗传结构".

图片标题

近距离观察遗传学

大脑中的许多细胞表达每个基因的两个拷贝,一个遗传自母亲,一个遗传自父亲. 其他人只表达了一份拷贝. 如果单个拷贝碰巧携带基因突变,它可能会导致细胞生病. 犹他大学的这一发现大发娱乐提供了一种以前未被描述过的细致入微的遗传学观点,它在细胞水平上产生了影响.