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2023

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科学家研究发现甲基化为脑细胞分工


  从遗传学意义上说,所有的脑细胞都是相同的。然而不知怎地,它们却扮演着许多不同的角色——  一些负责指挥运动,其他的则参与到语言与思考的形成当中。如今,一项研究表明,一种能够激活和关闭基因的化学过程可能对脑细胞的分工负有重要责任。研究人员推测,这一发现将帮助科学家更好地了解精神病和神经疾病。

  研究表明,基因并不能决定人的全部特征。例如,尽管分享了相同的脱氧核糖核酸(DNA),但双胞胎的外貌和行为依然可能出现很大差别。环境因素可能对这种变化具有重要作用,但它同时依赖于一种所谓的表观遗传学现象——  一种在不改变DNA编码的前提下调节基因的活动。研究人员在上世纪60年代发现,在胞核嘧啶(构成DNA的4种分子之一)上加入一种名为甲基的分子后能够关闭基因。从那时开始,科学家发现,这种被称为甲基化的过程同时也能够激活基因,它同时还与癌症和短期记忆的形成有关。

  由于一直没有人关注甲基化在脑细胞指令分配中扮演的角色,美国马里兰州巴尔的摩市约翰斯·霍普金斯大学的遗传学家Andrew  Feinberg和精神病神经科学家James  Potash决定对此展开研究。他们与同事一道比较了来自76个人类大脑样本中的807个基因的可能的甲基化位点。科学家研究的区域主要集中在控制人体运动的小脑,以及控制语言和记忆的大脑皮层。他们发现,在不同的大脑区域,甲基化的模式也存在差异,这意味着表观遗传学因素参与了大脑功能的形成与划分。这些甲基化模式在不同种族、年龄或性别的人群中都得到了证明。研究人员在12月出版的《美国人类遗传学杂志》上报告了这一研究成果。

  Feinberg指出,这项成果清楚地表明,“在不考虑表观遗传学因素的前提下研究大脑的工作机制,就像蒙着眼睛走路一样。”他强调,通过对甲基化有更进一步的了解,研究人员将开始关注孤独症、抑郁症、精神失常和精神分裂症中的甲基化障碍。

  伍斯特市马萨诸塞大学医学院的精神病学家Schahram  Akbarian指出,研究表明,表观遗传学因素还影响了人体其他部分的基因表达,因此它对大脑的作用并不让人感到惊讶。  Akbarian说:“这一研究成果将对神经科学领域产生重要影响。”