科学家将罕见的遗传现象与神经元功能精神分裂症联系起来

在我们的细胞中，DNA 的语言被写入，使我们每个人都独一无二。当一个或多个核苷酸(在化学物质胞嘧啶 (C)、腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T) 的碱基中编码的 DNA 基本结构单元)的模式重复多次时，DNA 中就会出现串联重复时间串联。一个例子可能是：CAG CAG CAG，其中模式 CAG 重复了三次。

现在，使用最先进的全基因组测序和机器学习技术，UNC 医学院实验室的 Jin Szatkiewicz 博士、遗传学副教授及其同事进行了最早也是最大的调查之一精神分裂症中的串联重复，阐明了它们对这种破坏性疾病发展的贡献。

该研究发表在《分子精神病学》杂志上，表明患有精神分裂症的人在其基因组中的罕见串联重复率明显更高——比没有精神分裂症的人多 7%。他们观察到串联重复序列并非随机分布在整个基因组中;根据之前的研究，它们主要存在于对大脑功能至关重要的基因中，并且已知对精神分裂症很重要。

“我们认为这一发现为未来对此类变异的精确生物学机制进行功能研究打开了大门，”同时也是精神病学兼职助理教授的 Szatkiewicz 说。“了解精神分裂症的生物学原因将使未来诊断测试、有效药物和个性化治疗的发展成为可能。”

串联重复通常不会对健康产生负面影响。然而，根据串联重复在基因组中的位置和长度，它们可能导致疾病。例如，亨廷顿舞蹈症是由异常扩增的 HTT 基因中的串联重复引起的。一旦胞嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤(CAG)序列在HTT基因上重复超过36次，就会发病。

较长的重复扩增会导致异常的蛋白质产物，其中含有对脑细胞有毒的谷氨酰胺。这些重复是遗传的，并且随着疾病严重程度的增加或发病年龄的降低，在连续几代中往往会变得越来越长。

在他们目前的研究中，Szatkiewicz 和她的团队查看了 2,100 个人的整个基因组，以找到看起来异常长且独特或罕见的串联重复序列。由于所有参与者都提供了他们的病历，因此该团队能够比较这些来自精神分裂症患者和未患有精神分裂症的人的长而罕见的重复 DNA 序列样本。这使研究人员能够确定这些串联重复中的哪些可能与精神分裂症的发展有关。

使用基因网络分析，这项研究的作者证明了在精神分裂症中发现的具有罕见串联重复的基因主要影响突触和神经元信号传导功能。此外，这些基因在进化上高度保守，表明重要的生物学功能以及串联重复可能产生的重大影响。

UNC 医学院的研究人员随后与多伦多病童医院的科学家合作，看看这种增加的罕见串联变异水平是否也会在另一组独立收集的样本中被发现。Szatkiewicz 的发现在加拿大的调查中得到了重复，表明这种新发现的串联重复与精神分裂症之间的联系非常牢固。

“我们认为这是一项重要的研究，”共同资深作者、多伦多大学分子遗传学助理教授、病童医院高级科学家 Ryan Yuen 博士说。“我们相信我们的工作能够显着阐明串联重复 DNA 突变在精神分裂症发展中的作用。”

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