破解大脑发育的代码
研究人员应用微妙的方法来识别生物神经发育障碍的根源
与一个独特的、多方面的方法,研究利大脑发展研究所(LIBD)量化的影响未知异常基因表达,确定人类大脑发展的早期阶段。他们的工作,12月15日在线发表th在自然神经科学,提供了一个新颖的技术鉴定生物标记在大脑发育与神经发育障碍的风险,如精神分裂症和自闭症谱系障碍(ASD)。
使用最先进的测序技术研究后期大脑在他们庞大的收集样本,研究小组发现了成千上万的差异基因表达(表达不同地区或各级)背外侧前额叶皮层(DLPFC)地区的大脑在生命阶段。stages-fetal他们检查大脑从六个不同的生活,婴儿,儿童,青少年,成人和晚期生活集中在DLPFC因其与精神分裂症和自闭症。团队使用了一个复杂的统计方法称为“derfinder”来识别区域。
“通过搜索整个基因组协会“derfinder”技术,我们能够识别基因组的许多领域以前认为不发挥积极作用在大脑发育,”安德鲁·e·贾菲解释说,博士,研究员LIBD和论文的主要作者。
72人类大脑样本分析后,研究人员访问各级开源数据库映射它们的识别在人类基因组和检查表达式在16个不同的大脑区域,发展中鼠标的皮层和人类组织样本和干细胞。他们发现基因包含单从婴儿到成年阶段最高表达是最重要的大脑信号和通信机制。各级绝大多数被发现是至关重要的在胎儿发育神经元的成熟过程,提供新证据的神经发育障碍可能开始。
“我们发现从胎儿过渡到产后的生活是主要的驱动程序的微分表达式,差异似乎代表一个“签名”细胞中发现的最早的发展阶段,”贾菲博士说。团队发现的模式同样表达了整个16个大脑区域,建议各级基因包含这些函数作为大脑发育开关,无论他们在哪里。
有明显的重叠这些早期大脑发育的“签名”和地区精神分裂症的遗传风险识别的最新国际全基因组关联研究(GWAS),以及基因以前与自闭症谱系障碍和智力障碍,团队报告。各级有趣的是,大多数表示生命阶段后期明显重叠其他地区的遗传疾病的风险,如阿尔茨海默病和帕金森病。
丹尼尔·r·温伯格,医学博士LIBD董事兼首席执行官说:“通过大脑发育障碍如精神分裂症和孤独症与特定的分子签名在早期大脑发育,我们更接近找到新的治疗方法根据大脑第一次生病,而不是只在它是如何表现病了。”
各级LIBD团队总结道,许多重要的大脑发展发展“签名”都包含异常之前没有可衡量的技术和方法,并表明,转录组,积极反映基因表达在任何给定的时间,人类基因组的公开访问数据库目前是不完整的。
团队的所有的数据都是公开可访问进一步分析在新的轨道中心的UCSC基因组浏览器“LIBD人力DLPFC开发”,通过数据库由国家生物技术信息中心维护。
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出版
安德鲁·e·贾菲Jooheon Shin莱昂纳多Collado-Torres,杰弗里·t .韭菜跑道,李曹元高,Yankai贾,布雷迪j·马赫,托马斯·m·海德乔尔·e·Kleinman丹尼尔·r·温伯格。发展人类大脑皮层调节转录及其临床意义单基地决议。自然神经科学》在线发表在2014年12月15日。doi: 10.1038 / nn.3898
