双胞胎研究有助于揭开人类大脑的基因蓝图
研究人员进行了一次具有里程碑意义的双胞胎研究观察基因影响大脑的关键结构的人年龄超过65岁
国际重大健康双胞胎的研究中,65岁以上,开启了重要线索基因如何影响关键灰质结构的发展,为人类的大脑的基因蓝图。
领导的一个研究小组从新南威尔士大学(新南威尔士大学)医学分析了核磁共振扫描的322人老澳大利亚双胞胎的研究。目标是映射遗传相似度(或遗传)在他们的大脑皮层和皮层下结构。这些结构是负责函数从记忆和视觉处理、运动控制。
“我们知道,基因强烈支撑大脑发育,”首席研究员副教授说魏温中心的健康的大脑老化(CHeBA)在新南威尔士大学。“但是我们仍然不明白涉及哪些特定的基因,或者他们如何为不同的大脑结构。”
“为了确定这些基因,我们首先需要知道他们是由大脑的不同部分共享,或独特的单一结构,”他说。“这是第一次尝试检查基因所有的大脑结构之间的相关性,使用双设计。”
UNSW-led团队分析了核磁共振扫描93套同卵双胞胎和异卵双胞胎的68套。这些参与者都是白人男性和女性没有痴呆,平均年龄为70岁,住在澳大利亚的东部各州。科学家们测量了他们的大脑结构的体积总共(12),使用统计和遗传造型,决定了遗传。遗传基因导致表型的程度,或物理差异。
研究小组报告杂志中几个关键的发现科学报告:
- ♦数据显示,大脑皮层和皮层下结构的体积有中度到强烈的遗传贡献(40 - 80%);
- ♦海马皮层下,在记忆过程中起着关键的作用,基因的贡献大于70%的老年人;
- ♦皮质结构,包括额叶(运动、记忆和动机)和枕叶(视觉处理),遗传贡献大于70%;
- ♦有对称的大脑:相应的左右半球的结构受到相同的遗传因素;
- ♦最后,他们的数据表明,有三个基因相关的集群内的大脑。这些地区同一套基因似乎影响多个结构。一个集群包含四个皮质叶结构,而其他两个涉及到皮层下结构的集群。
”这三个基因相关的集群的存在是最重要的结果,新奇的工作所在,”教授Scientia说Perminder Sachdev神经精神病学家和主任CHeBA在新南威尔士大学。
“这给了我们一个蓝图形成大脑的一种新的模式,分为遗传结构。这可以适用于大数据的分析,并使用更有效地寻找特定的基因在大脑发育。”
Sachdev说经典的双设计是一个重要的工具,了解生理或行为特征是否有遗传因素。
双胞胎研究比较给定特征的相似性(或特性)之间的同卵双胞胎(相同的),有100%的DNA,和异卵双胞胎(兄弟)分享50%的DNA。在这些研究中,如果一个物理特征是同卵双胞胎比异卵双胞胎更相似,这表明一个强大的遗传贡献。
尽管所有结构检查,发现强大的遗传贡献Sachdev说,他惊讶于低遗传皮层和皮层下结构之间的相关性。这些结构往往有独特的遗传因素,只有弱相关。
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“这是一个提醒,大脑是一个极其复杂的器官,它不能被视为一个同质结构基因的目的,”他说。
研究人员希望他们的研究结果将导致该领域的进展和更好的理解人类大脑的基因蓝图:“这是一个至关重要的第一步,需要采取“Sachdev说。
“这是很长一段路要走,但是如果我们能够了解人类大脑的遗传基础的变化,我们可以开始了解导致这些差异的机制,也是支撑疾病的发展未来。”
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出版
温Wet al。不同的基因影响大脑皮层和皮层下结构。科学报道,2016年9月6日在线发表。doi: 10.1038 / srep32760
