纽约-加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员已经确定了影响阿尔茨海默氏病痴呆和病理相关的进行性核上性麻痹(PSP)风险的非编码基因调控元素。
在一项研究昨天发表在杂志上科学在该研究中，研究人员整合了大规模并行多路复用报告分析和池化CRISPR屏幕，在单个实验中识别和表征非编码疾病相关遗传变异。该组织称这一策略为未来进一步开展此类实验提供了路线图。
加州大学洛杉矶分校的神经学、精神病学和遗传学教授、该研究的通讯作者丹尼尔·格什温德(Daniel Geschwind)解释说，他的团队的方法有助于解释全基因组关联研究中的某些缺陷。虽然GWAS彻底改变了基因位点的检测，但它们无法识别因果变异及其影响的基因。
“这 提出了一个巨大的挑战，”他说， ，“因为大多数常见的易感位点 位于非编码基因组区域，由许多相关的多态性 由于连锁不平衡组成。 我们推断，我们可以使用新开发的高通量方法，使我们能够测量遗传 变体 对转录的影响，以弥补这一领域的关键差距。”
例如，与阿尔茨海默症和PSP相关的遗传变异被证明是具有挑战性的研究，因为许多疾病相关的基因座重叠非编码区域，包含数百个受连锁不平衡影响的变异，这使得调控变异的识别复杂化。
更复杂的是，预测疾病风险相关变异的计算方法在评估非编码区域时效用有限。
为了克服这些限制，Geschwind和他的同事们对25个阿尔茨海默症相关位点和9个psp相关位点的5706个遗传变异的等位基因进行了编码，并将它们克隆到一个表达库中，在此基础上进行了大规模的并行报告基因分析。
据此，他们确定了320个功能变异，其中42个被认为是“高置信度”的，这是基于它们的功能注释和它们在大脑组织中已知活跃的调节区域内的位置。
研究人员使用诱导多能干细胞(iPSCs)和聚合的CRISPR筛查验证了这42种功能变体CROP-seq通过结合CRISPR筛选和单细胞转录组测序，这是一种从池式和阵列式筛选中获益的方法。
Geschwind在一份与该研究相关的声明中说:“这使我们可以……从与一种疾病相关的数千种基因变异，转移到确定哪些是功能性的，以及它们影响哪些基因。”
他们的筛选发现了阿尔茨海默症和PSP的几个新的候选风险基因，研究人员通过靶向CRISPRi分析进行了实验测试。
结果显示，至少有一种PSP相关的致病机制，其中多个疾病相关的位点共同作用，破坏一组核心转录因子，其失调与PSP的风险预测一致。
Geschwind说，这一发现表明，针对基因网络，而不是单一致病变异，可能成为一种有效的治疗方法。
他说:“我们正在进入一个新的治疗阶段——考虑靶向网络开始变得合理。 。
Geschwind警告说，目前研究的成功“并不意味着我们可以放弃在模型系统中研究单个基因的详细、仔细的实验。”
相反，他解释说，他的团队的方法提供了GWAS和理解疾病机制之间的一个关键实验步骤。
Geschwind说，在这篇论文发表后，“我们正在扩大这项研究，以评估除了常见变异之外的罕见变异的作用。”