拓撲相關結構域（Topologically associated domains, TADs）是基因組中具有嚴格邊界的不同區域，這些邊界能夠阻止不同TADs中遺傳物質的相互作用。
多年來，科學家們一直試圖了解基因在精神分裂症的發展和遺傳中的作用。雖然已經有了很多發現，但我們對精神分裂症的了解還存在巨大的知識空白。
近日，美國北卡羅來納大學醫學院的科學家們在《自然通訊》雜誌上發表論文稱，為了更全面地了解人類基因組在精神分裂症中扮演的角色，他們進行了迄今為止規模最大的精神分裂症全基因組測序，結果發現，罕見的結構變異會影響被稱為拓撲相關結構域（TADs）的三維基因組結構的邊界，增加人類患精神分裂症的風險。
TADs是基因組中不同的區域，它們之間有嚴格的界限，用來阻止不同TADs中遺傳物質的相互作用。
北卡羅來納大學的遺傳學系副教授、通訊作者Jin Szatkiewicz博士說：「TADs邊界的改變可能會導致基因表達的失調。接下來，我們還需要進行進一步的機制研究，確定這些結構變異對生物功能的確切影響。」
在這項研究中，Szatkiewicz等人對1165名精神分裂症患者和1000名對照進行了深入的全基因組測序（WGS），結果在精神分裂症患者身上發現了以前從未發現過的DNA突變。
值得注意的是，研究發現，TADs可能在精神分裂症的發展中具有重要作用。改變或打破TADs邊界會導致基因或調控元件之間的異常相互作用。當這些異常相互作用發生時，基因表達可能會以我們不希望的方式發生改變，從而導致先天缺陷、癌症發生和發育障礙。
這項研究發現，影響大腦中TADs邊界的罕見結構變異，在精神分裂症患者中出現的頻率明顯高於非精神分裂症患者。這一發現表明，TADs邊界的錯位或缺失可能會導致精神分裂症的發展。這是科學家們首次發現TADs異常與精神分裂症發展之間的聯繫。
這項研究突出了影響TADs的結構變異在未來精神分裂症生物學機制研究中的重要地位。Szatkiewicz說：「將來，我們可以利用病人來源的、包含影響TADs邊界的突變的細胞，弄清楚在分子水平上到底發生了什麼，並利用這些信息幫助開發藥物或精準藥物治療，修復受損的TADs或受影響的基因表達，從而改善患者的預後。」
這項研究是迄今為止世界衛生組織針對精神分裂症進行的最大規模的研究，將幫助科學界進一步解開精神分裂症的基因之謎。接下來，該研究將與其他WGS研究相結合，以增加樣本量，進一步證實這些結果。
原創編譯：花花 審稿：alone 責編：張夢
期刊來源：《自然通訊》
期刊編號：2041-1723
原文連結：
https://news.unchealthcare.org/news/2020/april/whole-genome-sequencing-reveals-genetic-structural-secrets-of-schizophrenia
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