Nature:從基因到功能,血小板全基因組關聯研究
日期:2011-12-09 08:45:24
來自德國慕尼黑赫爾姆霍茨中心的科學家們領導的一個國際小組利用先進的全基因組關聯分析技術成功地識別出了與血小板數量和體積有可靠關聯的53個基因組位點,并在隨后一系列的生物分析實驗中確定了新發現基因的功能。相關研究成果發表在最新一期(12月8日)的《自然》(Nature)雜志上。
血小板是哺乳動物血液中的有形成分之一,形態不規則,在止血、傷口愈合、炎癥反應、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理過程中發揮重要作用。血小板數量及體積異常均可導致疾病發生。當血小板數量異常增高或體積過大時可導致血栓風險增高,引發心臟病和中風。而血小板數值偏低則會增加出血傾向。
“從最初的遺傳發現,到鑒別出導致血小板相關疾病的新基因。在這項研究中,我們儼然走過了一個完整的偵探歷程,”文章的共同資深作者、劍橋大學Willem H Ouwehand教授說:“我們的目的是通過這項全基因組研究發現調控血小板數量和體積的基因,了解這些基因是如何‘指示’外周血干細胞來‘編排’每天億萬數的血小板形成的。最終我們還希望找到影響血小板形成,并與心臟病和中風密切相關的基因。”
為了能夠達到上述研究目的,科研人員們制定了一個優先級的研究策略。按照這一策略,他們首先通過生物學功能分析鑒別出與血小板形成相關的基因,基于這些數據構建出一個“蛋白-蛋白”相互作用網絡,以解析不同遺傳因子之間的相互作用。最后,再在模式生物中研究這些基因的功能,并分析它們在進化中的保守性。
研究人員對來自歐洲、東南亞的多個不同家系的約6.7萬人進行了大型全基因組關聯分析,由此識別出了68個與血小板數量和體積有可靠關聯的基因組位點,并證實這些位點與基因編碼區域對應。在隨后的斑馬魚和果蠅試驗中,他們檢測了新鑒別基因的功能,由此確定了了11個編碼血細胞形成過程的新穎調控因子。并發現了一些與嚴重性出血性疾病密切相關的基因。
“這項研究為我們提供了一個成功的范例,即如何將基因組關聯研究推動到功能研究層面上,”文章的共同資深作者,德國慕尼黑赫爾姆霍茨中心遺傳病流行病學研究所的Christian Gieger博士說:“我們證實了可通過生物學和功能分析的方法大大提高我們對于遺傳數據的理解。”
新研究不僅有助于我們了解血細胞形成相關的機制,還將推動確定出更多凝血異常相關疾病的基因。在未來這些基因或將成為有潛力的新靶標來開發更安全高效的血小板抑制劑,用于心臟病患者或中風患者的治療。
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