UNC 과학자들은 게놈 서열 분석을 통해 정신분열증의 비밀을 밝혀냈습니다.

채플힐 – 정신분열증의 유전학에 관한 대부분의 연구는 정신분열증의 발달과 유전 가능성에서 유전자의 역할을 이해하려고 노력해 왔습니다. 많은 발견이 이루어졌지만 누락된 부분도 많습니다. 이제 UNC 의과대학 과학자들은 정신분열증에 대한 사상 최대 규모의 전체 게놈 서열 분석 연구를 수행하여 이 질병에서 인간 게놈의 역할에 대한 보다 완전한 그림을 제공했습니다.

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됨, 연구 UNC 유전학과 부교수이자 수석 저자인 Jin Szatkiewicz 박사가 공동으로 주도한 이번 연구에서는 희귀한 구조적 유전 변이가 정신분열증에서 역할을 할 수 있다고 제안했습니다. UNC 의과대학 정신의학 및 유전학 분야 Yeargen 석좌교수이자 정신의학 유전체학 센터 소장인 Patrick Sullivan 박사가 공동 수석 저자입니다.

Szatkiewicz는 “우리의 결과는 특정 게놈 구조의 경계에 영향을 미치는 매우 희귀한 구조적 변이가 정신분열증의 위험을 증가시킨다는 것을 시사합니다.”라고 말했습니다. "이러한 경계의 변경은 유전자 발현의 조절 장애로 이어질 수 있으며, 미래의 기계론적 연구를 통해 이러한 변이가 생물학에 미치는 정확한 기능적 영향을 결정할 수 있을 것으로 생각합니다."

정신분열증의 유전학에 대한 이전 연구에서는 주로 SNP(공통 유전 서열의 변경 및 각각 단일 뉴클레오티드에 영향을 미침)로 알려진 일반적인 유전적 변이, 단백질을 만드는 지침을 제공하는 DNA 부분의 드문 변이, 또는 매우 큰 구조적 변이를 사용하는 것과 관련되어 있었습니다. (수십만 개의 뉴클레오티드에 영향을 미치는 변경). 이러한 연구는 게놈의 스냅샷을 제공하여 잠재적으로 정신분열증과 관련이 있기 때문에 게놈의 상당 부분을 미스터리로 남겨 둡니다.

Nature Communications 연구에서 Szatkiewicz와 동료들은 전체 게놈 시퀀싱(WGS)이라는 방법을 사용하여 전체 게놈을 조사했습니다. WGS가 널리 사용되지 않는 주된 이유는 가격이 매우 비싸기 때문입니다. 이 연구를 위해 국제 협력은 국립 정신 건강 연구소의 자금과 스웨덴의 SciLife 연구소의 매칭 자금을 모아 정신 분열증 환자 1,165명과 대조군 1,000명에 대한 심층 전체 게놈 시퀀싱을 수행했습니다. 이는 정신 분열증에 대해 알려진 WGS 연구 중 최대 규모입니다.

그 결과 새로운 발견이 이루어졌습니다. 과학자들이 이전에 정신분열증에서 본 적이 없었던 이전에 감지할 수 없었던 DNA 돌연변이가 발견되었습니다.

특히, 이 연구는 위상학적으로 연관된 도메인(TAD)으로 알려진 3차원 게놈 구조가 정신분열증의 발병에서 수행할 수 있는 역할을 강조했습니다. TAD는 도메인이 이웃 TAD의 유전 물질과 상호 작용하는 것을 방지하는 엄격한 경계가 있는 게놈의 별개 영역입니다. 이러한 경계를 이동하거나 파괴하면 일반적으로 상호 작용하지 않는 유전자와 조절 요소 간의 상호 작용이 가능해집니다. 이러한 상호 작용이 발생하면 유전자 발현이 바람직하지 않은 방식으로 변경되어 선천적 결함, 암 형성 및 발달 장애를 초래할 수 있습니다.

이 연구에서는 뇌의 TAD 경계에 영향을 미치는 극히 드문 구조적 변이가 정신분열증이 없는 사람보다 정신분열증이 있는 사람에게서 훨씬 더 자주 발생한다는 사실을 발견했습니다. 구조적 변종은 누락되거나 중복된 유전자 서열 또는 일반적인 게놈에 없는 서열을 포함할 수 있는 대규모 돌연변이입니다. 이 발견은 잘못 배치되거나 누락된 TAD 경계가 정신분열증 발병에 기여할 수도 있음을 시사합니다. 이 연구는 TAD의 이상과 정신분열증 발병 사이의 연관성을 최초로 발견한 것입니다.

이 연구는 TAD에 영향을 미치는 구조적 변형을 정신분열증 생물학에 대한 미래의 기계적 연구를 위한 주요 후보로 강조했습니다.

UNC의 정신의학과 겸임 조교수인 Szatkiewicz는 "향후 조사에서는 이러한 TAD에 영향을 미치는 돌연변이가 있는 환자 유래 세포를 사용하여 분자 수준에서 정확히 무슨 일이 일어났는지 알아내는 것이 될 것"이라고 말했습니다. "미래에는 TAD 효과에 대한 이 정보를 사용하여 손상된 TAD 또는 영향을 받은 유전자 발현을 복구하여 환자 결과를 개선할 수 있는 약물 또는 정밀 의학 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다."

이 연구는 이러한 결과를 더욱 확증하기 위해 표본 크기를 늘리기 위해 다른 WGS 연구와 결합될 것입니다. 이 연구는 또한 과학계가 정신분열증의 유전적 신비를 밝히는 데 도움이 될 것입니다.

UNC의 공동 제1저자는 UNC 유전학과의 Matthew Halvorsen 박사, Ruth Huh 박사, Jia Wen 박사입니다. 다른 UNC 저자로는 Paola Giusto-Rodriguez 박사, NaEshia Ancalade, Martilias Farrell 박사, James Crowley 박사, Yun Li 박사가 있습니다.

이 연구는 UNC-Chapel Hill, Lund University, Chalmers University of Technology, Karolinska Institutet 및 Uppsala University의 연구원 간의 협력으로 이루어졌습니다.

원본 기사 출처: WRAL TechWire