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中研院建构RNA调控图谱 探究自闭症致病机制

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【大纪元2020年05月14日讯】(大纪元记者徐翠玲台湾台北报导)中研院基因体研究中心研究员庄树谆研究团队,首次系统性建构环状RNA在自闭症脑部的基因调控网路图谱,揭开环状RNA在自闭症脑组织的调控关系,可用以探究自闭症的致病分子机制,对于未来诊断、追踪及治疗提供新的思考方向。论文已刊登在《基因体研究》(Genome Research)。

中研院指出,自闭症谱系障碍(ASD)是脑部发育障碍所导致的疾病,造成患者社交沟通、互动及表达上有障碍,成因目前仍未有定论,普遍认为与遗传及基因变异有关。而环状RNA则是一种单链封闭式环型结构,且特别高度表现在神经系统。

中研院表示,庄树谆研究团队利用大数据分析找到在自闭症患者大脑皮质中表现量异常的环状RNA,并预测其调控路径,结合分子生物实验后证实:环状RNA像海绵一样吸附特定的微RNA(miRNA),使其失去或降低对下游自闭症风险基因调控的能力。有关环状RNA、微RNA、与下游基因在自闭症脑部的调控网路关系,过去并未被有系统地探讨。

庄树谆团队透过先前开发的环状RNA侦测软体(NCLscan),设计大数据分析流程。从超过200个样本的转录体定序(RNA-seq)资料,找到60个在自闭症患者大脑皮质中表现异常的环状RNA;经统计模型分析显示,根据此60个环状RNA的表现情形,能有效区别自闭症与非自闭症样本,因此可判定这些环状RNA与自闭症的发生应有关连。

团队进一步预测这些环状RNA的下游调控路径,建构出8,170个环状RNA、微RNA、信使RNA(mRNA)间的交互调控网路,接着再透过基因富集分析,发现这些网路所调控的下游目标基因,显着集中在已知的自闭症风险基因。

庄树谆表示,这个研究除设计大数据分析流程来建构环状RNA的调控网路关系,也结合分生实验验证。团队挑选一个在自闭症患者脑部表现量明显上升的环状RNA(命名为circARID1A),于人类神经细胞实验验证后发现,circARID1A确实可藉由调控微RNA(miR-204-3p),影响下游多个自闭症风险基因的表达。

中研院指出,研究团队结合资讯、统计、分生、演化等知识背景,所设计的大数据分析与分生实验流程,将来也可应用于与环状RNA调控相关之其他神经疾病上,如:阿兹海默症、帕金森氏症、思觉失调症等。

责任编辑:吕美琪

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