2012年5月16日

斑马鱼研究分离出与自闭症、精神分裂症和肥胖相关的基因

鱼能告诉我们关于人类大脑发育的什么信息?杜克大学医学中心的研究人员将一组人类基因移植到斑马鱼体内，然后用它来确定影响出生时头部大小的基因。

杜克大学医学中心的研究人员移植了一组人类基因成一个斑马鱼然后用它来识别基因负责出生时的头部大小。

头部尺寸人类的婴儿一个特性是相关的吗自闭症2012年3月的一项研究显示，这种情况比此前报道的更为普遍，每88名儿童中就有1名患有自闭症。头部大小也是其他主要神经系统疾病的一个特征，如精神分裂症。

“在医学ob欧宝直播nba研究中，我们需要解剖生物学中的事件，这样我们就能理解产生神经发育特征的精确机制，”资深作者尼古拉斯·卡萨尼斯博士，简和乔治·布卢姆利博士，医学博士，教授发育生物学他是儿科和细胞生物学教授。ob体育开户网址“如果我们要有效地解决我们的许多医疗问题，我们需要专家科学家与在患者身上看到这种解剖和其他问题的临床医生并肩工作。”

这项研究发表在自然杂志5月16日。

卡萨尼斯知道，16号染色体上的一个区域是导致自闭症和精神分裂症的最大基因因素之一，但在一次欧洲医学会议上的一次谈话使他了解到，基因组同一区域内的变化也与新生儿头部大小的变化有关。

这个问题很难解决，因为该区域在DNA中有大量的缺失和重复，这是人类最常见的突变机制。“解释是非常困难的，”Katsanis说，他也是杜克人类疾病建模中心的主任。

原因是DNA的复制或缺失通常涉及几个基因。卡萨尼斯说:“从‘这个区域有很多基因，有时超过50个’到‘这些就是导致这种病理的基因’是非常困难的。”

卡萨尼斯说:“那是一个灵光乍现的时刻。“我们正在探索的基因组区域在脑细胞生长方面产生了相互(相反)的缺陷，所以我们意识到，过度表达一个有问题的基因可能会产生一种表型-一个更小的头，而关闭同一基因可能会产生另一种表型-一个更大的头。”

研究人员将已知含有29个基因的人类16号染色体的一个共同复制区域移植到斑马鱼胚胎中，然后系统地提高每个移植的人类基因的活性，以寻找可能导致斑马鱼小头(小头畸形)的基因。然后，他们抑制了同一组基因，并询问其中是否有任何基因导致了相互缺陷:更大的头(大头症)。

研究人员知道，含有这29个基因的区域缺失发生在1.7%的自闭症儿童身上。

研究小组花了几个月的时间来解剖这种“拷贝数变异”——一种基因组的改变，导致染色体DNA的一个或多个片段数量异常。

卡萨尼斯说:“现在我们可以从一个对剂量敏感的基因发现开始，就这个基因提出合理的问题，因为它与神经认知特征有关，这是一个巨大的飞跃。”神经认知指的是思考、专注、推理、记忆、处理信息、学习、理解和说话的能力。

他说，许多人体状况的解剖特征也与基因有关。“研究斑马鱼的自闭症或精神分裂症行为有很大的局限性，但我们可以测量头部大小、下巴大小或面部异常。”

这一基因名为KCTD13，它通过调节新神经元(脑细胞)的产生和破坏来控制斑马鱼的头部大小。这一发现让研究小组将注意力集中在人类的类似基因上。“这种基因有助于自闭症病例，并可能与精神分裂症还有童年肥胖卡萨尼斯说。

一旦基因被发现，研究人员就可以检测它产生的蛋白质。卡萨尼斯说:“一旦你有了这种蛋白质，你就可以开始提出有价值的功能问题，并了解这种基因在动物或人类身上的作用。”