发布时间:2014-05-14 09:50 原文链接: Nature子刊:一种罕见儿童肥胖症研究取得重大突破

  Prader-Willi综合征(PWS),又称Prader-Labhar-Willi综合征、普氏症、愉快木偶综合征、隐睾-侏儒-肥胖-智力低下综合征、肌张力减退-智力减退-性腺功能减退与肥胖综合征。该病症1965年由Prader等首次报道,至今已报道的病例有数百例。患有这种疾病的人在新生儿期喂养困难、生长缓慢,一般自2岁左右开始无节制饮食,因此导致体重持续增加及严重肥胖,需预防因肥胖而导致的糖尿病、高血脂、高血压、脊柱侧弯等症状。

  亲本印记(Parental imprinting)是表观遗传调控的一种形式,指配子发生过程中亲本基因的选择性差异表达。PWS可能是亲本印记缺陷疾病一个最好的代表,是由第15号染色体上PWS临界区域内缺失父亲表达的基因所引起,包括核内小核糖核蛋白质。但是,基因缺失的确切代谢功能尚不清楚。患儿拥有正常语言能力,但实际智商低于普通人。与其它基因病症不同的是,PWS并不遗传,它是在卵子(精子)或胚胎形成阶段产生的基因缺乏,也就是在染色体15的长键上有10多个基因被遗漏或抑制。至少有10个不正常基因与PWS有关。

  在涉及亲本印记缺陷的疾病类型中,PWS是研究最多的疾病。2012年,中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所等处的研究人员发现了一类新型长非编码RNA:sno-lncRNAs,并指出这种长非编码RNA与Prader-Willi综合征密切相关,相关研究成果公布在Molecular Cell杂志上。

  目前,耶路撒冷希伯来大学的科学家们,在对PWS分子基础的研究中取得了重大突破。相关研究结果发表在2014年5月11日的国际著名学术期刊《自然遗传》(Nature Genetics),这项研究是在希伯来大学Alexander Silberman生命科学研究所干细胞部门主任、癌症研究教授Nissim Benvenisty指导下,由他的博士研究生Yonatan Stelzer完成。同时,研究生Ido Sagi、Ofra Yanuka博士和Rachel Eiges博士也参与了此项研究工作。

  Stelzer解释说:“该染色体区域的特征是,父方基因是活跃的,而母方基因是不活跃的。大多数人的这些基因组合为一个正常工作而另一个沉默,但是患有PWS的人只表现为一组有缺陷(父方基因)和一组沉默(母方基因)。”

  为了对这一过程有更深入的了解,希伯来大学的研究人员,制备了一种PWS模型,将来自PWS患者的皮肤细胞诱导为多能干细胞(iPSCs),这些干细胞15号染色体上的受影响区域中具有不同的畸变。在对PWS-iPSCs和人类单性生殖iPSCs的研究中,研究人员意外地发现,14号染色体上DLK1-DIO3印记位点中的几乎所有母方表达基因(MEGs)大幅上调。

  随后,研究人员确定,IPW(PWS位点关键区域中的一段长非编码RNA),是DLK1-DIO3区域的调节器,因为它在PWS和单性生殖iPSCs中的过度表达,会导致这个位点中的MEGs下调。研究进一步表明,DLK1-DIO3区域的基因表达变化,与染色质修饰而不是DNA甲基化水平相一致。该研究结果表明,一小部分PWS表型可能是由不同于PWS区域的印记位点失调所引起的。研究人员表示,这些研究结果对于我们看待亲本印记的方式,尤其是PWS的分子基础,具有重要的意义。

  未来的研究可让我们进一步描述这一新遗传区域对于此类疾病起源所发挥的作用,可能为PWS患者的可能疗法和描述开辟新的途径。此外,研究人员指出,对包含亲代印记基因的功能性基因组串扰进行描述,可大大改变我们对于胎盘哺乳动物中这一现象演变的全面认识。

相关文章

我国科学家首次绘制出葡萄属超级泛基因组图谱

2月26日,记者从北京大学现代农业研究院获悉,该院叶文秀研究员和郭立研究员团队绘制了全球首个涵盖葡萄属的欧亚、北美和东亚世界三大种群的72个葡萄种质材料的单倍型超级泛基因组图谱,从而揭示葡萄属丰富遗传......

SecureFederatedGWAS:打破数据壁垒,开启基因组研究新篇

在生命科学的广袤领域中,基因组关联研究(Genome-WideAssociationStudies,GWAS)宛如一座灯塔,照亮了探索遗传变异与健康、疾病关系的道路。想象一下,若能整合全球各机构的基因......

研究揭示地方真实数据在全球疾病负担研究中的重要性

2月23日,记者从海南医科大学获悉,该校热带医学院杨国静教授团队近日在国际医学期刊《英国医学杂志》在线发表论文《中国被忽视热带病负担估计的差异:真实世界数据与GBD2021的比较研究(2004—202......

科学团队研究组装无患子染色体级别高质量基因组

近日,中国林业科学研究院亚热带林业研究所林木种质资源研究团队在《经济作物和产品》(IndustrialCrops&Products)上发表了研究论文。该研究组装了无患子的染色体级别高质量基因组......

国际首例猪T2T全基因组组装成功

2月8日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所张龙超研究员、黑龙江省农业科学院畜牧研究所刘娣研究员、重庆市畜牧科学院王金勇研究员、岳麓山实验室印遇龙院士、四川农业大学李明洲教授联合发布消息,国际首个猪T2......

研究人员破译结皮绿藻基因密码

在沙漠和旱地中,有一种神奇的生物土壤结皮被称为“沙漠皮肤”,其在维持土壤健康、减少侵蚀、促进养分循环等方面发挥重要作用。绿藻(特指片球藻属绿藻)就是土壤结皮中的重要成员之一,因其能适应各种极端环境如冰......

换上这个基因变体,小鼠也会“甜言蜜语”

近日,一项发表于《自然-通讯》的研究发现,携带人源化蛋白NOVA1变体的小鼠发出的叫声比野生型小鼠更复杂。该研究有望为找到影响人类语言能力演化的关键基因提供更多线索。人类何时以及如何获得言语所需的大脑......

科研人员开发出高效植物mRNA递送系统

基因组编辑技术在农业领域的应用推动了作物改良,但以DNA形式递送基因编辑工具的方式存在外源DNA整合风险和脱靶效应。近年来,无外源DNA残留的基因组编辑递送技术备受关注。尽管基于核糖核蛋白的递送策略在......

高粱抗寄生的关键基因发现

就像寄生虫危害人体一样,寄生植物也会让作物遭殃,破坏粮食生产。据《细胞》杂志12日报道,中国科学家在高粱中发现两个关键基因,它们可像“开关”一样控制高粱的抗寄生能力。“关闭”这两个基因后,高粱抵抗寄生......

水稻耐碱热基因挖掘与机制研究取得重要进展

1月30日,中国科学院院士、分子植物科学卓越创新中心研究员林鸿宣团队联合上海交通大学林尤舜团队,在《自然》(Nature)上发表了题为Fine-tuninggibberellinimprovesric......