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DNA修飾圖譜揭示人腦發(fā)育過(guò)程

時(shí)間:2024-10-10 10:31:44   來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  由美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校牽頭的一項(xiàng)研究,揭示了人類大腦發(fā)育過(guò)程中基因調(diào)控的演變方式,并展示了染色質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)在其中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。研究人員繪制了海馬體和前額葉皮質(zhì)中DNA修飾的首張圖譜,這兩個(gè)大腦區(qū)域?qū)W(xué)習(xí)、記憶和情緒調(diào)節(jié)至關(guān)重要,也常與自閉癥和精神分裂癥等疾病相關(guān)。這項(xiàng)研究為早期大腦發(fā)育如何影響身心健康提供了新的見解。相關(guān)研究9日發(fā)表在《自然》雜志上。

  為了繪制該圖譜,研究人員采用了一種尖端測(cè)序方法,即單核甲基化測(cè)序和染色質(zhì)構(gòu)象捕獲技術(shù),能同時(shí)分析控制單個(gè)細(xì)胞基因表達(dá)的兩個(gè)表觀遺傳機(jī)制。搞清這兩個(gè)調(diào)控機(jī)制如何作用于影響發(fā)育的基因,是理解這一過(guò)程出錯(cuò)而導(dǎo)致神經(jīng)和精神疾病的關(guān)鍵步驟。

  研究人員分析了從中期妊娠到成年期的供體提供的超過(guò)53000個(gè)腦細(xì)胞,揭示了關(guān)鍵發(fā)育窗口期間基因調(diào)控的重大變化,構(gòu)建出人類大腦發(fā)育關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的巨大遺傳重組的全面圖景。

  研究人員表示,嬰兒大腦發(fā)育最活躍的階段發(fā)生在孕中期左右。被稱為放射狀膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)干細(xì)胞在第一和第二孕期已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元。這時(shí),它們停止產(chǎn)生神經(jīng)元并開始產(chǎn)生支持和保護(hù)神經(jīng)元的膠質(zhì)細(xì)胞。同時(shí),新形成的神經(jīng)元逐漸成熟,獲得履行特定功能所需的特征,并形成突觸連接以進(jìn)行通信。

  這一發(fā)現(xiàn)或有助于識(shí)別神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)精神疾病中有意義的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素,對(duì)改進(jìn)大腦類器官等基于干細(xì)胞的模型具有重要意義。

(責(zé)任編輯:華康)

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