Schizophrenie ist eine notorisch schwierige Krankheit zu verstehen und zu behandeln. Neue Forschung mit 3D-Chromosomen-Mapping hilft Wissenschaftlern, neue Einblicke in die genetischen Mechanismen hinter dieser Störung zu bekommen.

Eine neue Technik gibt Einblick in die Genmechanismen der Schizophrenie.

Schizophrenie ist eine behindernde Bedingung, die durch Wahnvorstellungen, Halluzinationen und andere signifikante kognitive Schwierigkeiten gekennzeichnet ist.

Bei fast 1 Prozent der Bevölkerung werden weltweit mehr als 50 Millionen Menschen Schizophrenie geschätzt.

Das Studium und das Verständnis der Bedingung hat sich als lästig erwiesen; Obwohl einige der Symptome verwaltet werden können, gibt es keine Heilung, und wie die Krankheit auf zellulärer Ebene funktioniert, wird nicht verstanden.

Obwohl Schizophrenie viele Geheimnisse enthält, ist ein Aspekt bekannt - es gibt eine starke genetische Komponente.

Es läuft oft in Familien, und für Personen mit einem ersten Grad relativ mit Schizophrenie, steigt das Risiko von 1 Prozent auf 10 Prozent.

Im Jahr 2014 verknüpfte eine großangelegte genomweite Assoziationsstudie von Menschen mit Schizophrenie die Störung mit kleinen DNA-Veränderungen an mehr als 100 Orten im Genom.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Mehrheit der veränderten Portionen außerhalb der tatsächlichen Gene lag. Diese verwirrten Forscher; Verständnis, welche Rollen diese Schnipsel von Code spielen in Schizophrenie hat eine Herausforderung.

Einige der in den Studien identifizierten Nicht-Gen-Standorte wurden in sogenannten regulatorischen Regionen gefunden. Diese Abschnitte des Codes unterdrücken oder verstärken die Aktivität bestimmter Gene, die ihnen nahe am Genom liegen.

Allerdings hatten viele dieser Regulierungsregionen keine offensichtlichen Genziele in der Nähe ihres Standortes.

Schizophrenie Geheimnisse liegen in den Falten

Jede Zelle hat etwa 2 Meter DNA kondensiert in einen Kern nur 6 Mikrometer über. Diese Leistung ist das Äquivalent der Verpackung von 40 Kilometern dünnen Fadens in einen Tennisball. Wenn DNA auf diese Weise genau in ein Chromosom verpackt wird, ist es gründlich verdreht und geschlungen. Forscher fragten sich, ob während dieser Verzerrungen die Schizophrenie-verknüpften Abschnitte in engen Kontakt mit entfernten Genen kommen könnten.

Forscher von David Geffen School of Medicine an der University of California-Los Angeles begannen zu verstehen, wenn dies der Fall war. Principal Investigator Dr. Daniel Geschwind und sein Team nutzten eine hochmoderne Version einer Technologie, die als Chromosomen-Konformations-Capture bekannt ist.

Chromosomen-Konformations-Erfassung chemisch markiert und dann die Punkte, an denen DNA kommt in Kontakt mit sich selbst, wie es faltet. Jede Zelle im menschlichen Körper hat subtil verschiedene Möglichkeiten, ihre DNA zu manipulieren und zu verpacken. So entschied sich das Team, ihre Suche auf unreife menschliche Gehirnzellen in der Kortex zu konzentrieren.

Sie wählten den Kortex speziell, weil seine abnorme kortikale Entwicklung an Schizophrenie beteiligt ist.

Die Forscher fanden heraus, dass die Mehrheit der 100 krankheitsverknüpften Standorte, die zuvor gefunden wurden, tatsächlich mit Genen in der Entwicklung des Gehirns in Verbindung kam. Darüber hinaus waren viele dieser neuen Standorte bereits bekannt, an der Schizophrenie beteiligt zu sein oder hatten zuvor gezeigt, dass sie eine erhöhte Aktivität in schizophrenen Gehirnen haben.

Einige dieser neu festgesetzten Schizophrenie-verwandten Gene werden durch Acetylcholin aktiviert, ein Neurotransmitter, der zumindest teilweise an der Entwicklung der Schizophrenie beteiligt ist.

Es gibt eine Menge von klinischen und pharmakologischen Daten, die darauf hindeuten, dass Veränderungen in der Acetylcholin-Signalisierung im Gehirn Schizophrenie-Symptome verschlechtern können, aber bis jetzt gibt es keine genetischen Beweise, dass es helfen kann, die Störung zu verursachen."

Dr. Daniel Geschwind

Zusätzlich zu den acetylcholinergischen Neuronen wurden auch andere Gene, die an der frühen Entwicklung der Hirnrinde beteiligt sind, durch die neue Technik verwickelt.

Ein neuer Ansatz für eine Vielzahl von Krankheiten

Insgesamt ist die Studie, die in dieser Woche veröffentlicht wurde Natur , Identifiziert Hunderte von Genen, die in einem schizophrenen Gehirn abnormal reguliert werden könnten.

Die Studie signalisiert eine neue Richtung für die Schizophrenieforschung. Dr. Geschwind sagt: "Diese Arbeit bietet eine Roadmap zum Verständnis, wie die gemeinsame genetische Variation, die mit einer komplexen Erkrankung verbunden ist, spezifische Gene und Wege beeinflusst."

Bevor eine bessere Behandlung von Schizophrenie entworfen werden kann, ist ein stärkeres Verständnis der Ätiologie erforderlich. Innovative Forschung wie diese ist ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der pharmakologischen Interventionen.

Weil die vorliegende Studie einen ursprünglichen Ansatz verwendet, ist es auch wahrscheinlich, in anderen Studienbereichen zu helfen. Dr. Geschwind sagt: "Wir planen auch, diese Strategie anzuwenden, um Schlüsselgene bei der Entwicklung von Autismus und anderen neurodevelopmentalen Störungen zu identifizieren."

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