中南大学刘春宇团队在《科学》合作发文绘制人脑发育调控图谱

发布时间: 2024-05-30 10:59:48 浏览次数 : 443 来源:中南大学

5月24日，《科学》（Science）在线发表题为“人类大脑发育过程中基因、异构体和剪接调控的跨祖先图谱（Cross-ancestry atlas of gene, isoform, and splicing regulation in the developing human brain）”的研究论文。加州大学洛杉矶分校（现宾州大学）Michael J. Gandal教授和中南大学刘春宇教授为文章共同通讯作者。

该研究构建了一个大规模的跨人群、跨发育阶段的基因调控资源库，为揭示复杂的神经发育和精神障碍的遗传根源提供了发育和细胞类型信息。该研究发现基因表达遗传性在发育过程中下降，可能反映了细胞异质性的增加和神经元成熟的内在特性。尤其在妊娠中期，同种异构体水平的调控介导了最大比例的GWAS遗传性。通过共定位分析和全转录组关联研究（TWAS），研究团队确定了与五种神经精神障碍相关的约60%的GWAS基因座的可能机制，超过了之前在成年脑中的发现。研究还发现常见和罕见变异关联的趋同现象，包括在精神分裂症风险基因SP4中发现的一个隐蔽的剪接事件。最后，将基因和异构体共表达网络中的结果置于背景中，揭示了发育和疾病中转录组调控的全面图景。

发育中的人类新皮层的综合转录组调控图谱

同日，《科学》还在线发表了题为“人类新皮层发育过程中异构体的多样性揭示了神经精神障碍的风险机制（Developmental isoform diversity in the human neocortex informs neuropsychiatric risk mechanisms）”的研究论文。加州大学洛杉矶分校Luis de la Torre-Ubieta及Michael J. Gandal为该论文共同通讯作者，中南大学刘春宇教授为合作作者。研究人员通过使用第三代长读序列技术，在组织和单细胞水平上对人类新皮层的全长转录组进行了深入分析，发现了214516种不同的亚型，其中72.6%是之前未被注释的新亚型，并且预测了92,422种可能的蛋白质形式。该研究进一步探讨了人类大脑新皮层发育中的亚型多样性，揭示了神经发育障碍（NDD）的潜在机制，为探索与这些疾病相关的罕见遗传变异提供了机会，也为脑发育障碍的分子基础提供了重要的见解。

据悉，刘春宇-陈超课题组长期致力于人脑多组学调控与精神疾病的致病机制研究，研究方向主要包括人脑多组学的调控网络如何影响精神分裂症、双相情感障碍等疾病，治疗反应以及相关的心理和行为特征，发展相关生物信息算法和人脑类器官模型开发等。研究获得国家科技重大专项、基金委优秀青年基金、美国NIH等项目资助，研究成果发表在Science、Science Translational Medicine、Molecular Psychiatry、Nature Communications、Science Advances等国际顶尖杂志上。

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