《人类遗传学发展增进对疾病的认识》

  • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2020-07-06
  • 人类遗传学的主要目标是确定影响生物医学特征的DNA序列变异,特别是那些与人类疾病的发作和发展有关的变异。 在过去的25年中,随着技术,基础基因组资源和分析工具的进步以及对大量基因型和表型数据的访问,实现这一目标的进展已发生了转变。遗传发现大大提高了我们对引起许多罕见和常见疾病的机制的理解,并推动了新的预防和治疗策略的发展。医学创新将越来越集中于提供针对个体遗传易感性模式的护理。

    2020年1月8日,英国牛津大学Mark I. McCarthy团队在Nature 在线发表题为“A brief history of human disease genetics”的综述文章,该综述总结了人类疾病遗传学历史上的里程碑,并提供了一个机会来反思人类遗传学领域的经验教训。同时,该综述回顾了该领域面临的一些挑战和机遇,以及在未来十年内将推动人类遗传学应用的原理,以增进人们对健康和疾病的了解并最大程度地提高临床效益。

    对于几乎所有人类疾病,个体易感性在一定程度上受遗传变异的影响。因此,表征序列变异与疾病易感性之间的关系提供了一种强大的工具,可用于识别疾病发病机理的基本过程并突出预防和治疗的新策略。

    在过去的25年中,技术和分析方法的进步,通常是建立在大型测序项目的基础上,可以鉴定出许多罕见疾病的致病基因和变异体,并能够系统剖析常见多因素性状的遗传基础。应用这些知识来推动临床护理创新的势头越来越大,最明显的是通过精准医学的发展。基因组医学以前只限于一些特定的临床适应症,现在有望成为主流。

    该综述总结了人类疾病遗传学历史上的里程碑,并提供了一个机会来反思人类遗传学领域的经验教训。该综述首先着眼于针对具有重大影响的稀有变体的遗传发现工作与那些寻求影响易患常见疾病的等位基因的长期划分。

    该综述将描述这种划分方式,以及在孟德尔和人类遗传学的生物统计学观点之间百年历史的争论中所产生的回响,该划分方式如何掩盖了在人群中观察到的疾病风险等位基因的连续频谱(在频率和效应大小范围内),并概述大型生物库中的全基因组分析如何通过对基因型与表型关系的全面了解,来改变遗传研究。

    该综述描述了遗传变异的功能后果如何将过去十年来遗传发现的洪流转变为机制的见解,以及这种知识日益成为临床护理进步的基础。最后,该综述回顾了该领域面临的一些挑战和机遇,以及在未来十年内将推动人类遗传学应用的原理,以增进人们对健康和疾病的了解并最大程度地提高临床效益。

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  • 《了解疾病表观遗传原因的宝藏图》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    • 在科学家首次绘制人类基因组图谱超过15年后,大多数疾病仍然无法根据一个人的基因预测,导致研究人员探索疾病的表观遗传原因。但表观遗传学的研究不能像遗传学那样进行,因此进展缓慢。现在,贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的USDA / ARS儿童营养研究中心的研究人员确定了科学家应该关注的基因组的一个独特部分。他们的报告在基因组生物学中发表,该报告提供了加速表观遗传学和人类疾病研究的“宝藏图”。 表观遗传学是一种用于分子标记DNA的系统 - 它告诉身体中的不同细胞哪种基因在该细胞类型中打开或关闭。但是表观遗传学的细胞特异性使得研究具有挑战性。虽然血液样本可用于对个体进行“基因分型”,但血液DNA中的大多数表观遗传标记未提供关于身体其他部位(例如大脑或心脏)中的表观遗传失调的线索。 贝勒的营养学和分子与人类遗传学儿科教授Robert A. Waterland及其团队确定了基因组的特殊区域,其中血样可用于推断全身的表观遗传调控,使科学家能够进行测试对于表观遗传病的原因。 为此,他们专注于最稳定的表观遗传调控形式 - DNA甲基化。向DNA分子中添加甲基基团发生在胚胎状态,并可能影响您一生的健康。 为了鉴定人类之间DNA甲基化不同但在不同组织中一致的基因组区域,他们在10个尸体中的每一个的三个组织(甲状腺,心脏和脑)中描绘了整个基因组中的DNA甲基化。 “由于这些组织各自代表了早期胚胎的不同层,我们基本上可以追溯到早期胚胎发育过程中发生的事件,”沃特兰说。 “为了绘制DNA甲基化,我们将甲基化信息转换成遗传信号,然后对基因组进行测序。我们的地图集需要大量的测序数据 - 比2001年第一张人类基因组图谱所用数据多370倍。” 研究人员绘制的近10,000个区域,称为系统性个体间变异的相关区域(CoRSIV),构成了人类以前未被认识到的分子个体水平。 “最近的研究已经表明,这些地区的甲基化与一系列人类疾病有关,包括肥胖,癌症,自闭症,阿尔茨海默病和腭裂,”Baylor and co分子和细胞生物学副教授Cristian Coarfa博士说。 - 项目的领导者 沃特兰认为,这些研究结果将改变表观遗传学和疾病的研究,因为研究人员现在将知道基因组的位置。 “由于表观遗传标记具有稳定沉默或稳定激活基因的能力,任何具有遗传基础的疾病都可能具有表观遗传基础,”Waterland说。 “从表观遗传的角度来看,我们有很大的潜力来理解疾病过程.CORRS是这方面的入口。” 这项工作的其他贡献者包括Chathura J. Gunasekara,C。Anthony Scott,Eleonora Laritsky,Maria S. Baker,Harry MacKay,Jack D. Duryea,Noah J. Kessler,Garrett Hellenthal,Alexis C. Wood,Kelly R. Hodges, Manisha Gandhi,Amy B. Hair,Matt J. Silver,Sophie E. Moore,Andrew M. Prentice,Yumei Li和Rui Chen。 这项工作得到比尔和梅林达盖茨基金会,NIH / NIDDK(1R01DK111522),德克萨斯州癌症预防和研究所(RP170295),美国农业部/ ARS(CRIS 3092-5-001-059),英国医学研究委员会(比尔和梅林达盖茨基金会(OPP1 066947),NIH(S10OD023469),NIH / NICHD(1R21HD087860)和Wellcome Trust(098386 / Z / 12 / Z)。 ——文章发布于2019年6月3日
  • 《国际常见疾病联盟发起,旨在》

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    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    • 来自学术界和行业的常见疾病遗传学社区的成员本周聚集在华盛顿特区,发起了国际常见疾病联盟(ICDA)。这项新的计划是经过一年多的计划启动的,旨在将国际科学界聚集在一起,以加深我们对人类基因组中遗传变异如何促进常见疾病(例如心血管疾病和2型疾病)生物学的认识。糖尿病。 会议召集了来自六大洲19个国家的专家,他们代表了各种研究领域,包括遗传学,疾病生物学,功能基因组学,计算生物学和药物发现。 ICDA社区将共同努力,提出有关项目,政策和活动的建议,这些建议将消除从遗传图谱到生物学机制再到常见疾病新药的快速发展的障碍。 牛津大学基因组内分泌学和代谢学教授塞西莉亚·林德格伦(Cecilia Lindgren)表示:“世界上有许多有希望的努力可以在遗传学和疾病生物学之间架起桥梁。” “ ICDA希望充当召集人,为讨论,启发并酌情协调各个项目提供一个场所。” Lindgren是ICDA组委会的联席主席,该委员会由代表15个国家和五大洲的33名成员组成。 自人类基因组计划成功产生人类的第一个序列以来,多年来,人类遗传数据的深度和广度呈指数增长。结果,科学家们已经确定了与人类疾病成千上万的遗传联系。这些发现中的一些已经提高了我们对疾病生物学基础的理解,导致了明确的治疗假说,并实现了疾病风险的遗传预测。 现在,科学家寻求绘制一条路径,从绘制与疾病相关的遗传区域到确定其生物学作用,并最终开发治疗剂。由于许多这些遗传变异都位于不编码蛋白质的基因组片段中,因此难以解释这些变异的功能。 与罕见的单基因疾病(单个罕见变体具有巨大影响)的情况不同,常见疾病通常源于数百种共同作用于多种生物途径的常见变体的组合或适度影响。科学家必须解开这种生物学,以揭示用于临床开发的治疗靶标。 为此,ICDA的成员旨在确定进步的障碍,提出解决方案(必要时包括新技术和科学方法),与资助者进行协调,并与国际科学界和公众互动。 “科学界正在一个关键时刻汇聚在一起,以加快对常见疾病的理解,”布罗德研究所所长兼创始主任,ICDA组委会联合主席埃里克·兰德(Eric Lander)说。 “该联盟将汇集来自世界各地和各个领域的科学专家,以解决生物医学中的关键问题。” ICDA的工作组专注于特定领域,例如向同龄人学习; 开发将变体连接到基因,细胞途径和分子机制的一般方法; 推进针对疾病的方法论,以优先考虑药物开发目标; 并解决数据访问,安全性,共享和道德问题。