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Neuron:科学家发现“垃圾”DNA或是引发精神分裂症的罪魁祸首

  1. “垃圾”DNA
  2. LINE-1
  3. Neuron
  4. 大脑
  5. 精神分裂症

来源:生物谷 2014-01-03 23:44

垃圾DNA或许在精神分裂症发病过程中扮演着重要角色;研究者在文中发现,一种名为LINE-1的反转录转座子在精神分裂症患者的大脑中水平很高,而且其可以修饰和精神分裂症相关的基因的表达情况,因此研究者推测其可能是引发精神分裂症发生的主要原因。

2014年1月3日 讯 /生物谷BIOON/ --反转录转座子长被认为是“垃圾DNA”,但是近日一项刊登在国际杂志Neuron上的研究报道中,来自东京大学等处的研究者称,这种垃圾DNA或许在精神分裂症发病过程中扮演着重要角色;研究者在文中发现,一种名为LINE-1的反转录转座子在精神分裂症患者的大脑中水平很高,而且其可以修饰和精神分裂症相关的基因的表达情况,因此研究者推测其可能是引发精神分裂症发生的主要原因。

反转录转座子即为短的DNA序列,其可以沿着基因组不断延伸扩张,一种名为长散在重复序列(Long Interspersed Nuclear Elements,LINE)的反转录转座子在真核细胞基因组中占据着很大部分,其被认为和许多疾病比如癌症等发生相关。

在成年个体中,LINE-1在大脑中的水平比在其它细胞中的水平高很多,然而其在神经障碍,尤其是精神分裂症中扮演的角色却并不清楚。文章中研究者通过研究发现,LINE-1在精神分裂症患者的大脑中的拷贝数较高,研究者使用精神分裂症小鼠和猕猴模型,以及诱导多能性干细胞暴露在环境风险因子下进行研究,同时也将其置于引发精神分裂症的遗传因子下进行研究,利用全基因组学分析,研究者发现在精神分裂症患者中,LINE-1可以插入到和突触功能相关的基因中,从而使其正常功能被破坏。

研究者Tadafumi Kato表示,这项研究显示,由环境因子或结合遗传因子引发的神经元中LINE-1水平的异常升高或许在精神分裂症的发病中扮演着重要作用。这项研究为理解精神分裂症的发病机理提供了一定的研究基础和思路,对于未来开发治疗精神分裂症的新型疗法提供了希望。(生物谷Bioon.com)

Increased L1 Retrotransposition in the Neuronal Genome in Schizophrenia

Miki Bundo, Manabu Toyoshima, Yohei Okada, Wado Akamatsu, Junko Ueda, Taeko Nemoto-Miyauchi, Fumiko Sunaga, Michihiro Toritsuka, Daisuke Ikawa, Akiyoshi Kakita, Motoichiro Kato, Kiyoto Kasai, Toshifumi Kishimoto, Hiroyuki Nawa, Hideyuki Okano, Takeo Yoshikawa, Tadafumi Kato, Kazuya Iwamoto

Recent studies indicate that long interspersed nuclear element-1 (L1) are mobilized in the genome of human neural progenitor cells and enhanced in Rett syndrome and ataxia telangiectasia. However, whether aberrant L1 retrotransposition occurs in mental disorders is unknown. Here, we report high L1 copy number in schizophrenia. Increased L1 was demonstrated in neurons from prefrontal cortex of patients and in induced pluripotent stem (iPS) cell-derived neurons containing 22q11 deletions. Whole-genome sequencing revealed brain-specific L1 insertion in patients localized preferentially to synapse- and schizophrenia-related genes. To study the mechanism of L1 transposition, we examined perinatal environmental risk factors for schizophrenia in animal models and observed an increased L1 copy number after immune activation by poly-I:C or epidermal growth factor. These findings suggest that hyperactive retrotransposition of L1 in neurons triggered by environmental and/or genetic risk factors may contribute to the susceptibility and pathophysiology of schizophrenia.

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