科學家繪制調控人類大腦基因功能的網絡圖 闡明大腦細胞和分子調控元件及其對大腦功能的影響
一組研究人員繪制了有精神障礙以及無精神障礙的人腦中最大、最先進的基因調控網絡多維圖譜。這些圖譜詳細描述了協調大腦生物通路和細胞功能的許多調節元件。這項由美國國立衛生研究院（NIH）支持的研究使用了2500多名捐贈者的死亡后腦組織，繪制了大腦發育不同階段和多種與大腦相關疾病的基因調控網絡。
“這些突破性的發現促進了人們對遺傳風險在哪里、如何以及何時導致精神分裂癥、創傷后應激障礙和抑郁癥等精神障礙的理解。”NIH國家心理健康研究所（NIMH）所長Joshua A. Gordon說，“此外，這些免費共享的關鍵資源將幫助研究人員確定可能在精神疾病中起因果作用的遺傳變異，并確定新療法的潛在分子靶點。”
近日，相關成果發表在《科學》《科學進展》和《科學報告》的15篇論文中。
這些論文按照幾個關鍵主題報告了研究結果：在發育的大腦和成年大腦中，將遺傳變異、調節元件和表達基因的不同分子形式與細胞水平的調節網絡聯系起來的群體水平分析；被診斷患有精神障礙和神經發育障礙的個體的前額葉皮層單細胞水平圖；實驗分析驗證了與數量性狀位點相關的調控元件和遺傳變異的功能。
這些分析擴展了先前的發現，探索了人類大腦的多個皮層和皮層下區域。這些大腦區域在一系列重要過程中起著關鍵作用，包括決策、記憶、學習、情感、獎勵處理和運動控制。
大約2%的人類基因組是由編碼蛋白質的基因組成的，而剩下的98%中包括有助于調節這些基因活性的DNA片段。為更好了解大腦結構和功能是如何導致精神障礙的，NIMH資助的PsychENCODE聯盟的研究人員使用標準化方法和數據分析方法構建人類大腦中這些調節元件的全面圖景。
除了這些發現，這些論文還強調了新的方法和工具，以幫助研究人員分析和探索這項工作產生的豐富數據。這些資源包括一個基于網絡的平臺，該平臺提供了有或沒有精神障礙個體的不同腦細胞類型的交互式可視化數據——PsychSCREEN。這些方法和工具共同為更廣泛的研究群體提供了全面、綜合的數據資源。
這些重點內容是PsychENCODE聯盟第二階段的研究結果。相關工作旨在促進人們對基因調控如何影響大腦功能的理解。
“PsychENCODE聯盟的這些發現為基因風險是如何映射到大腦功能中提供了新線索?！盢IMH基因組學研究部主任Jonathan Pevsner說，“這項工作為正在進行的研究奠定了堅實基礎，包括表征跨疾病的調節途徑，闡明表觀遺傳機制的作用，以及增加研究中所代表的祖先多樣性。”
