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探索遗传“暗物质”,研究人员获得了新的见解自闭症和中风

Photo of RNA

RNA扮演着在大脑基因表达调控中起关键作用。

凭借其优雅的双螺旋结构和大量的基因结构,DNA已核酸的宠儿。然而,它不是万能的。为了实现对DNA的基因ITS-潜力的蛋白质,它必须首先被转录成为RNA进入,这需要细腻关怀激烈和指导的分子。

“基因表达比打开开关就复杂多了,说:” 罗伯特·湾达内尔,罗伯特和哈里特赫尔布伦教授。 “有规的整个层即这是一个从一个基因产生的蛋白质的涂改无论是质量和数量。并且大部分是发生在RNA的水平。“

在大脑中,RNA基因的工作作为一个调谐器的重要保证是在正确的时间做了正确的蛋白质;而在这个过程出差错,可以是后果严重。达内尔实验室最近发现,大脑对中风反应依赖于RNA的亚型所要求的法规;他们所学的同时又有基因突变影响某些情况下,背后自闭症谱系障碍的调节。

基因组的小帮手

而DNA贴附在细胞核内,RNA是相当移动。在大脑中,所谓的信使RNA可以在之间,所谓的突触,在那里它们被翻译成其它影响脑信号蛋白在神经元连接中找到。 ESTA过程由另一个类的RNA,微RNA称为,即能迅速促进或抑制蛋白生产响应大脑中的动态变化调整。

描述在最近的实验中 细胞报告达内尔和同事跟踪他的微RNA活性小鼠大脑模拟中风后。使用一种叫做交联免疫沉淀,或剪辑技术,他们发现,在已知的微RNA的miR-29的子集的显着降低中风的提示。通常情况下,生产这些分子限制两种蛋白质称为GLT-1和水通道蛋白;并且当与miR-29水平的下降,研究人员发现,这些蛋白在比通常更高的数量生产。

GLT-1是负责为摆脱额外的谷氨酸,这是大量产生的行程中,如果任其发展大脑损害的化学物质的。在生产蛋白ESTA的上扬THEREFORE似乎减轻中风有关的脑损伤。增加水通道蛋白,在另一方面,加剧组织肿胀,进一步威胁一个已经危及大脑。总之,在MIR-29似乎下降到帮助和阻碍同时卒中恢复。好消息是,更好地了解这两个过程是如何工作的指导也许新的医疗工具的发展和需要非常。

“这个研究表明潜在的药物靶点治疗中风,”达内尔说。 “通过与药物人工诱导的多GLT-1 mRNA表达,例如,你能调节谷氨酸那是越来越吸起来,并减少脑部受损的量。”

隐性突变

要了解是什么原因导致一个人的疾病,研究者寻找突变往往还基因,被称为“编码”生产不正常的蛋白质的DNA的-铅地区。然而,整体策略仅适用于ESTA疾病在家庭和由特定蛋白质的不规则性,这对于一些复杂的条件的情况下驱动。例如,尽管许多不同的研究发现有助于编码突变自闭症谱系障碍(ASD)和癫痫的发展,合计只占这些突变约四分之一的案件的三分之一。

研究人员也开始在DNA的非编码区的部分,对蛋白质不直接代码搜索THEREFORE违规行为,但RNA,使他们的工作是它调节基因。 11认为是“垃圾DNA”,现在这些地区被称为是在细胞蛋白质确定,这使得,当它使他们的关键,以及以何种数量。并根据达内尔,非编码DNA分析可以在理解疾病尤其是不粘附于常规模式的遗传。

“有些条件有遗传因素,但他们不跟你在哪里可以预知一个孩子具有基于父母的遗传组成一个疾病的机会家谱干脆来,”达内尔说。 “所以你需要一个不同的方法来找出哪些类型的突变是潜在的疾病。”

找到相关的非编码房间隔缺损基因突变,达内尔和他的同事开发了家谱的新尝试。使用大型基因数据库,他们首先分析了1,790的DNA“microfamilies,”一个母亲,一个父亲,一个孩子ASD,一个没有的每批。然后,他们应用到机器学习算法,在普林斯顿发展与同事,辨别的方法,使儿童与条件基因不同,是他们谁是由疾病影响家人的休息。

在描述 自然遗传学,这些研究结果表明,通过分析非编码区的突变,研究人员或许能够更好地不仅ASD理解,但各种条件,从神经系统疾病心脏疾病。

“非编码DNA拼成基因组的98%以上,这是很大的未开发”,达内尔说。 “那我们显示遗传ESTA暗物质可以在我们的疾病的理解是,编码突变无法解释填补。”

Robert Darnell

罗伯特·湾达内尔
罗伯特和哈里特赫尔布伦教授
调查员,霍华德休斯医学研究所
分子神经肿瘤学实验室


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