人类基因组中与精神疾病相关的神秘病毒DNA

大约 8% 的人类 DNA 由从古代病毒中获得的基因序列.这些序列被称为人类内源性逆转录病毒(或Hervs),可以追溯到数十万到数百万年前,有些甚至早于智人.

我们最新研究表明人类基因组中的一些古代病毒DNA序列在精神疾病的易感性中起作用,例如精神分裂症、双相情感障碍和重度抑郁症。

Hervs代表了这些古代逆转录病毒感染的残余物。逆转录病毒是病毒将他们的遗传物质的副本插入他们感染的细胞的DNA中。

逆转录病毒可能感染了我们多次在我们的进化历史中。当这些感染发生在产生后代的精子或卵细胞中时,这些逆转录病毒的遗传物质是传给后代,成为我们血统的永久组成部分。

最初,科学家们认为Hervs是“垃圾DNA”——我们基因组的一部分,没有可辨别的功能。但随着我们对人类基因组的理解不断加深,很明显,这种所谓的垃圾DNA比最初假设的要承担更多的功能。

首先,研究人员发现Hervs可以调节其他人类基因的表达。如果遗传特征的 DNA 片段用于产生 RNA(核糖核酸)分子,则称为“表达”。

然后,这些RNA分子可以作为中介,导致生产特定蛋白质,或帮助调节基因组的其他部分.

初步研究表明,Hervs调节具有重要生物学功能的邻近基因的表达。这方面的一个例子是 Herv,它调节参与修改连接脑细胞之间。

Hervs 还被发现会产生 RNA 甚至蛋白质在血液中脑部样本.这些分子具有发挥广泛功能的潜力,因为它们可以穿过细胞区室以执行不同的角色。

科学家们还发现有证据表明某些人类基因来自Hervs。这表明在进化过程中,Hervs被选为特殊的生物学功能。

例如,源自 Hervs 的人类基因合胞素 1 和 2 在胎盘发育.

精神疾病中的 HERV

考虑到基因组中Hervs的丰度及其潜在的众多功能,我们想更好地了解对某些精神疾病的遗传易感性是否与Herv表达的差异有关。

在我们的研究中,我们分析了近 800 个尸检脑样本中的 Herv 表达。这有助于我们识别影响大脑中Herv表达的DNA变异。

然后,我们将这些信息与以下发现进行交叉引用大型遗传研究该研究比较了数以万计的人之间的遗传差异——无论是否患有精神疾病。这些研究确定了与不同精神疾病相关的DNA变异。

我们发现,四种Hervs的表达与主要精神疾病的遗传易感性有关。其中两个Herv的表达与精神分裂症有关,一个Herv同时与精神分裂症和双相情感障碍有关,另一个与精神分裂症和双相情感障碍有关抑郁症.

这些结果表明,Hervs在大脑中发挥的作用可能比最初想象的更重要。

有许多基因与精神疾病有关,而Hervs只是这个难题的一部分。虽然这些Hervs对脑细胞和一个人对某些精神疾病的易感性的确切影响需要进一步研究,但我们的研究是第一个表明精神疾病的遗传易感性也通过这些古老的病毒DNA序列起作用的研究。

现在确定我们的研究结果的实际应用以及它们是否可用于开发新的治疗方法还为时过早。但我们对这一研究方向持乐观态度。

通过将大脑中的Herv表达与精神疾病联系起来,我们的研究认识到这些神秘序列在人类基因组中的重要性,这些序列多年来一直被忽视。

罗德里戈·杜阿尔特,研究员,伦敦国王学院;道格拉斯·尼克松,医学免疫学教授,康奈尔大学蒂莫西·鲍威尔,高级讲师,伦敦国王学院

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