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     包括北卡羅萊納大學(xué)醫(yī)學(xué)院科學(xué)家在內(nèi)的一組研究人員開發(fā)了一種的復(fù)雜模型，將DNA和基因活動(dòng)的變化與腦部疾病的風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系起來。相關(guān)結(jié)果結(jié)果發(fā)表在《Science》雜志上。

        
    科學(xué)家現(xiàn)在可以將它作為一種工具來探索精神分裂癥和孤獨(dú)癥等疾病的生物學(xué)機(jī)制，這些疾病在很大程度上得不到深刻理解，也無法治愈。“這是為了解大腦而開發(fā)的全面的功能基因組資源，它建立了一個(gè)整合不同基因組學(xué)數(shù)據(jù)的框架，以深入了解腦部疾病的生物學(xué)，”共同作者Hyejung Won博士，助理說。 UNC醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授，UNC神經(jīng)科學(xué)中心成員。

    在過去的幾十年里，科學(xué)家已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)百項(xiàng)研究，這些研究收集了大量人群的DNA序列和相關(guān)數(shù)據(jù)，以確定DNA變異和其他與疾病相關(guān)的基因組相關(guān)因素。這些基因組學(xué)研究為許多疾病的生物學(xué)原因提供了重要線索。

    但對于精神疾病和許多其他常見的腦部疾病，傳統(tǒng)的基因組學(xué)研究不太有用。例如，精神分裂癥與基因組上100多個(gè)位置的特定變異相關(guān)聯(lián) - 稱為“風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)” - 但這些基因座大多數(shù)不包含基因，因此尚不清楚它們與疾病的關(guān)系。此外，與精神分裂癥有關(guān)的許多基因變異通常對精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)的影響很小。這已經(jīng)向科學(xué)家們表明，精神分裂癥以及可能還有許多其他腦部疾病過于復(fù)雜，無法用傳統(tǒng)的一維基因組學(xué)方法來理解。

    為了追求更復(fù)雜的方法，幾年前一組基因組學(xué)研究人員成立了PsychENCODE聯(lián)盟。他們開始匯集基因組學(xué)研究和其他公開研究的數(shù)據(jù)，以開發(fā)工具來尋找不同類型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

    新資源包括針對患有精神分裂癥，雙相情感障礙和自閉癥譜系障礙的個(gè)體的不同種類的基因組學(xué)數(shù)據(jù)。基因組學(xué)數(shù)據(jù)的類型包括DNA序列，來自特定種類腦細(xì)胞的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，稱為“增強(qiáng)子”的DNA區(qū)域圖，其促進(jìn)基因表達(dá)，以及已知影響基因活性的基因組的其他特征。

   她從自己的“染色體構(gòu)象”研究中獲得了貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)。這指的是細(xì)胞核中環(huán)狀DNA的三維組織，特別是不同環(huán)接近足以影響彼此基因表達(dá)的點(diǎn)。贏得了開發(fā)了一個(gè)復(fù)雜的模型，如何通過染色體構(gòu)象和其他基因組因子調(diào)節(jié)腦細(xì)胞中的基因表達(dá)。

    該團(tuán)隊(duì)使用基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型評估了先前基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的142個(gè)精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)基因座。這些風(fēng)險(xiǎn)基因座不含基因，但懷疑通過某種方式影響其他基因的表達(dá)而導(dǎo)致精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)。該模型確定了321個(gè)基因，包括一些已知的精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)基因，作為這些基于危險(xiǎn)基因座的可能調(diào)控目標(biāo)。乙酰膽堿受體，離子通道和其他途徑的功能。科學(xué)家們還確定，精神分裂癥主要是神經(jīng)元疾病，而不是其他腦細(xì)胞。

    為該研究開發(fā)的資源包括基于人工智能的“深度學(xué)習(xí)”模型，該模型基于基因變異和基因表達(dá)數(shù)據(jù)估計(jì)精神癥狀的風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)家將新模型與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，更簡單的模型進(jìn)行了比較，該模型基于個(gè)體的基因組預(yù)測精神疾病。

   “深度學(xué)習(xí)模型更準(zhǔn)確，我們認(rèn)為它將對患者的風(fēng)險(xiǎn)評估和診斷產(chǎn)生重大影響”，榮獲說。
她和她的PsychENCODE同事現(xiàn)在正在通過整合更多類型的基因組數(shù)據(jù)并將他們的分析擴(kuò)展到精神分裂癥以外的其他腦部疾病來繼續(xù)開發(fā)他們的模型。

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