影响大脑和肌肉的基因?

大学公园,爸爸。根据一项新的研究，位于“拷贝数变异”(CNVs)中的基因——在一些个体中缺失的部分染色体，在另一些个体中重复的部分——与神经发育障碍相关的基因，影响的不仅仅是大脑发育。这项由宾夕法尼亚州立大学研究人员组成的研究小组于6月24日发表在《公共科学图书馆·遗传学》杂志上，可能对临床和遗传咨询环境有重要的影响，在这些环境中，充分了解这些CNVs的潜在影响至关重要。

“拷贝数变异已经被广泛研究，因为它们通常与重要的神经发育障碍，如自闭症有关，”宾夕法尼亚州立大学基因组学副教授、该研究团队的负责人Santhosh Girirajan说。但是，尽管许多与CNVs相关的疾病也可能导致心脏、肾脏或骨骼缺陷，例如，大多数研究只是在动物模型上寻找行为或认知的影响。所以，我们想看看CNVs中的基因是如何影响神经系统之外的发育的。”

研究小组测试了减少位于CNVs中的几十个基因表达的效果，模仿缺失的效果，在果蝇的翅膀发展中。这些主要被认为与神经发育有关的基因中，大多数也破坏了翅膀的发育。

“我们选择在果蝇中研究这些基因，是因为我们可以相对快速且廉价地测试很多基因，”宾夕法尼亚州立大学博士后研究员、该论文的第一作者之一Tanzeen Yusuff说。“我们测试了59个导致神经发育障碍的CNVs基因，以及其他20个在神经发育中起重要作用的基因。我们发现，在这79个基因中，减少72个基因的剂量对翅膀的发育有可测量的影响，其中6个基因对发育中的苍蝇是致命的，这表明它们在多个器官系统的早期发育中起着关键作用。”

研究人员还比较了击落翅膀上的基因和击落苍蝇眼睛上的基因的影响，后者是鉴定神经发育缺陷的实验系统。而减少剂量的大多数基因缺陷引起的眼睛和翅膀,没有影响的严重程度之间的相关性,表明基因眼发展造成重大破坏,因此可能会对大脑的发育产生重大影响,可能只有轻微影响翼发展,反之亦然。

“我们还发现，CNV基因在果蝇和人类的许多其他器官中也有表达，包括心脏、肾脏、肝脏和肌肉，”宾夕法尼亚州立大学的研究生、该论文的第一作者之一马修·詹森(Matthew Jensen)说。“我们对基因相互作用网络的分析还表明，CNV基因可能影响这些器官的不同细胞机制。”

Girirajan说:“研究人员最初认为，与自闭症和智力缺陷相关的基因与神经发育有关，但大多数并非如此。”“当一个孩子被诊断出患有这些疾病时，通常关注的是认知和行为方面，但我们的研究建议我们应该采取更全面的方法，尝试尽早发现潜在的心脏或肾脏缺陷。”

除了Girirajan, Yusuff和Jensen，宾夕法尼亚州立大学的研究团队还包括了共同第一作者和本科生Sneha Yennawar，以及Lucilla Pizzo, Siddharth Karthikeyan, Dagny J. Gould, Avik Sarker, Erika Gedvilaite, Yurika Matsui, Janani Iyer和zhichun Lai。

美国国立卫生研究院和宾州哈克生命科学研究所支持这项研究。