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Nat. Aging. | 多变量全基因组分析揭示与衰老相关特征的新位点

人类衰老是一个受多种因素影响的多方面过程。一些个体可能会遭受慢性健康问题和疾病并早逝,而其他人可能在相对健康的状态下达到老年。了解这种变异的基础因素对于制定公共卫生干预和改善健康衰老的治疗方法非常重要。全基因组关联研究(GWAS)已经开始使用单一表型方法,包括极端长寿、健康寿命和亲代寿命,来识别与衰老相关的位点。然而,这些单一方法未能考虑到这些特征或其他与衰老相关的特征之间共享的遗传学如表观遗传学年龄加速(EAA)和虚弱,这些因素可以进一步揭示人类衰老的广泛遗传结构,并为研究生存向纳入年龄相关结果的互补措施的转变提供信息,以改善健康衰老,即在老年阶段维持幸福、满意和充实感。在这里,作者将基因组结构方程模型应用于构建多变量衰老相关的GWAS(在此称为“mvAge”),以识别广泛影响健康衰老过程的新遗传变异。

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Nature子刊:支持人类情景记忆编码的振荡信号与基因表达的相关性

全基因组关联研究(genome-wide association studies, GWAS)和人类大脑的基因表达谱揭示了研究复杂大脑现象的遗传基础的能力。这些数据集主要用于非侵入性成像研究,特别是与结构MRI或静息状态fMRI的相关性。现有的方法依赖于已发表的死后脑基因表达数据集,这意味着神经生理和行为数据不是来自提供基因表达数据的同一人。这限制了此类方法确定基因如何支持关键的认知过程(如情景记忆)的潜在影响,并突显出开发新的个人同时贡献了神经生理和基因表达数据的数据集的必要性。另一个影响先前研究的问题是,神经生理测量,如静息状态fMRI,与认知现象没有直接联系。因此,我们以前试图将基因表达水平与成功记忆编码的振荡特征联系起来,因为这些振荡在支持记忆行为方面的基本作用已经在啮齿类动物和人类中得到了很好的确立。这些振荡特征是对编码成功的记忆在给定频带内调制振荡功率的程度的衡量。他们使用植入癫痫标测的颅内电极进行量化,并在受试者执行情景记忆任务时进行记录。我们使用了一个超过10年的颅内脑电图(iEEG)记录的大型数据库,拼凑出这些振荡信号在大脑各区域的分布。我们确定了与这些振荡信号相关的基因,包括那些以前在啮齿动物研究中与记忆形成有关的基因,与自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)等认知障碍相关的基因,以及作为进一步研究的主要目标的新基因。然而,与其他研究一样,该数据集并不能同时受益于来自同一个体的神经生理和基因表达信息。

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结构-功能脑网络耦合预测人类认知能力

摘要:一般认知能力(GCA)的个体差异在人脑的结构和功能中具有生物学基础。网络神经科学揭示了GCA在结构和功能脑网络中的神经相关性。然而,结构网络和功能网络之间的关系,即结构-功能脑网络耦合(SC-FC耦合)是否与GCA的个体差异有关,仍然是一个悬而未决的问题。我们使用了来自1030名成人的人类连接组项目数据,通过扩散加权成像获得结构连通性,通过静息状态fMRI获得功能连通性,并评估了GCA作为12项认知任务的潜在g因子。两个相似性测量和六个通信测量被用来模拟可能的功能相互作用产生的结构脑网络。在全脑水平上,较高的GCA与较高的SC-FC耦合相关,但仅在将路径传递性作为神经通信策略时才如此。考虑到SC-FC耦合策略的区域特异性变化,并区分与GCA的正相关和负相关,可以在交叉验证的预测框架中预测个体认知能力得分。同样的模型也可以预测完全独立样本的GCA评分。我们的研究结果提出结构-功能脑网络耦合与GCA的神经生物学相关联,并提出脑区域特异性耦合策略是预测认知能力的神经基础。

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【Mol Cell】解析顺式调控密码(二)

顺式调控密码的最小单位——类似于遗传密码的密码子——是转录因子结合位点(TFBS)。转录因子通常包含结构化和进化保守的DNA结合域(DBD),它们识别并结合一个6-12个碱基对的DNA序列,称为转录因子的“基序”。转录因子基序通常用序列标志或位置权重矩阵(PWM)描述,以表示转录因子结合特异性的退化性。DBD的保守性和高通量测量转录因子序列特异性的方法使得约有1600个已编目的转录因子在人类中被识别,并确定了这些已知转录因子的结合基序。然而,转录因子结合基序无法完全预测大多数转录因子在体内的DNA结合。虽然大多数TFBS至少包含对其首选基序的部分匹配,但大多数转录因子仅在基因组的一小部分基序上发生结合。尽管可以通过包括核苷酸围绕核心基序或使用更复杂的序列偏好表示(如二核苷酸基序和DNA形状),来提高对某些转录因子基因组结合的预测,但对于大多数转录因子来说,对体内结合的最佳预测因子是染色质的可访问性,可以通过DNase-seq或ATAC-seq等高通量测序方法来测量。这种观察结果主要归因于DNA上核小体的存在,这些核小体必须被称为“先驱”因子或共结合转录因子组合所取代或排除。

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【Cell】R-Loop 从生理到病理(二)

从最初在酵母THO复合体突变体中的观察(Huertas和Aguilera,2003年)开始,后续的报告支持了其他RNA处理/出口因子在防止DNA-RNA杂交中的作用(Li和Manley,2005年)(表1),提出在真核细胞中,DNA-RNA杂交体通过涂覆参与处理和出口的新生RNA分子来防止(图2A)。突变菌株中非计划DNA-RNA杂交体的积累与基因组不稳定性的增加有关,这通过超突变、超重组、大染色体重排或不同形式的复制压力来确定(Aguilera和Garcı ́a-Muse,2012年)。防止杂交体积累的保护作用并不是所有RNA结合和处理因子的属性,而只是一部分因子的属性,这些因子可能在转录延长期间功能于mRNA蛋白质粒子的组装。

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