人之所以成為萬物之靈,有別于其它物種,是因為人類有極其復雜的大腦。人類大腦的結(jié)構和功能在很大程度上是由基因轉(zhuǎn)錄的時空表達決定的,但目前人們對于大腦發(fā)育過程中轉(zhuǎn)錄組圖譜的時空變化了解甚少。針對該問題,華南理工大學醫(yī)學院張小勤老師對人腦發(fā)育過程中一類重要的調(diào)控基因——長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)——的時空轉(zhuǎn)錄圖譜進行了分析,研究成果發(fā)表在分子遺傳學老牌期刊《Human Molecular Genetics》上(Hum Mol Genet. 2017 Aug 15;26(16):3202-3211)。
LncRNA轉(zhuǎn)錄圖譜在人腦發(fā)育的不同階段及腦區(qū)呈現(xiàn)出不同的表達狀態(tài)
研究人員對來自16個腦區(qū)的1340份人腦標本(橫跨胚胎早期到老年期)進行了lncRNA轉(zhuǎn)錄圖譜分析。研究發(fā)現(xiàn),在胎兒發(fā)育的過程中,lncRNA 的表達圖譜經(jīng)歷了劇烈的變化,但是自出生到成年期的變化不是很大。研究還發(fā)現(xiàn),lncRNA的表達圖譜在不同腦區(qū)之間差別很大,在所研究的16個腦區(qū)中,小腦與大腦的各個區(qū)差別最大,說明小腦的獨特的發(fā)育和功能特點。而皮質(zhì)不同區(qū)域之間有高度的相似性,說明大腦皮質(zhì)在功能上有協(xié)同和相似之處,支持了人腦皮質(zhì)運用共同的組織和功能原則這一假說。因此,詳細研究某一腦區(qū)域(例如:額葉皮質(zhì))為揭示整個大腦運行機制帶來了希望。研究還進一步發(fā)現(xiàn),很多時空變化的lncRNA與神經(jīng)退行性疾病的基因形成共表達調(diào)控網(wǎng)絡,暗示它們共同參與調(diào)控神經(jīng)相關的生物學通路。這項研究提供了人腦發(fā)育過程中的lncRNA轉(zhuǎn)錄組動態(tài)變化圖譜,將有助于理解人腦功能和疾病的分子機理。
《Human Molecular Genetics》是國際人類遺傳學研究的優(yōu)秀老牌期刊之一,是中科院二區(qū)期刊中的TOP期刊,2017年影響因子為5.34,本文的原文鏈接為https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28575308。醫(yī)學院青年教師張小勤是本文的第一作者和共同通訊作者。
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