- 진화 생물학자들은 정신 분열증과 양극성 장애(유전성이 높은 상태)가 생식 기능에 해를 끼치면서도 집단에서 지속되는 이유를 설명하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
- 연구원들은 일반적으로 유전자로 인식되지는 않지만 여전히 단백질을 암호화할 수 있는 인간 게놈의 최근 진화된 영역에서 설명을 찾았을 수 있습니다.
- 이 “어두운 게놈”은 뇌 발달에 필수적인 단백질을 생성할 수 있지만 정신분열병이나 양극성 장애의 위험도 증가시킵니다.
- 단백질은 신약의 적합한 표적이 될 수 있습니다. 그들은 또한 상태를 진단하거나 자살 위험이 높은 사람들을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
정신 분열증 및 양극성 장애는 사람들의 삶에 중대한 영향을 미칠 수 있는 심각하고 지속적인 정신 질환입니다.
정신 분열증은 사고와 행동을 방해하고 정신병을 일으켜 환각과 망상을 유발할 수 있습니다.
양극성 장애는 우울증과 조증 사이의 극단적인 기분 변화를 포함합니다. 이 상태는 또한 정신병을 유발할 수 있어 정신분열증과 구별하기 어렵습니다.
두 조건 모두 유전 가능성이 높습니다.
이러한 높은 수준의 유전 가능성은 생물학자들에게 수수께끼 같은 문제를 안겨줍니다.
일반적으로 특정 유전자 변이가 번식 적합성으로 알려진 개체가 생산하는 생존 가능한 자손의 평균 수를 심각하게 제한하는 경우 자연 선택은 결국 해당 변이를 개체군에서 제거합니다.
정신분열증과 양극성 장애의 지속성에 대한 한 가지 설명은 이러한 질병의 위험을 증가시키는 유전자가 유전자를 갖고 있지만 이러한 상태가 발생하지 않는 사람들의 생식 적합도(예: 창의성 증진)도 증가할 수 있다는 것입니다.
이 가설에 따르면, 인간 진화에서 비교적 최근에 발생한 유전적 돌연변이는 우리 종의 고유한 인지 능력을 개발할 수 있게 해주었지만 정신병에 대한 취약성을 증가시키는 대가를 치르게 되었습니다.
그러나 이 아이디어를 테스트하기 위한 유전 연구는 결정적이지 않은 결과를 낳았습니다.
어두운 게놈
또 다른 수수께끼는 정신분열증 과학자들이 지금까지 발견한 위험을 증가시키는 모든 유전자 변이가 전체 위험의 7%만 차지한다는 것입니다.
영국 케임브리지 대학의 유전학자에 따르면 문제는 질병을 유발하는 유전자를 잘못된 곳에서 찾고 있다는 것입니다.
그들은 정신병의 유전적 원인의 대부분이 인간 게놈의 1-2%만 차지하는 기존 유전자 외부에 있을 수 있다고 믿고 있습니다. 이 유전자는 다크 게놈으로 알려져 있습니다.
“유전자에 대한 전통적인 정의는 너무 보수적이어서 과학자들이 나머지 게놈의 기능을 탐구하지 못하게 했습니다.”라고 제1저자인 Chaitanya Erady 박사가 말했습니다. 대학에 재학 중인 학생.
케임브리지와 다른 곳의 유전학자들은 최근에 현재의 시퀀싱 기술이 발견하는 “숨겨진” 유전자가 있을 수 있음을 발견했습니다.
그들은 이러한 숨겨진 유전자를 “새로운 열린 판독 프레임” 또는 nORF라고 부릅니다.
“유전자로 분류된 DNA 영역 밖을 보면 인간 게놈 전체가 유전자뿐만 아니라 단백질을 만드는 능력이 있음을 알 수 있습니다.”라고 Erady는 말합니다.
“우리는 생물학적 과정에 관여하고 정신분열증 및 양극성 장애와 같은 장애에서 기능을 하지 않는 새로운 단백질을 발견했습니다.”라고 그녀는 덧붙였습니다.
연구원들은 최신 연구 결과를
새롭게 진화한 지역
Erady와 그녀의 동료들은 인간의 특성을 조절하는 게놈 영역에 초점을 맞추었고, 따라서 아마도 우리의 최근 진화에서 중요한 역할을 했을 것입니다.
그들은 이러한 조건이 없는 대조군 참가자와 비교하여 정신분열병 또는 양극성 장애를 가진 사람들의 활동 수준이 다른 이 영역 내에서 차등적으로 발현되는 nORF 또는 숨겨진 유전자를 찾았습니다.
연구원들은 정신분열증과 관련된 56개의 nORF와 양극성 장애와 관련된 40개의 nORF를 식별하기 위해 PsychENCODE라는 게놈 데이터베이스를 채굴했습니다.
그들은 이러한 숨겨진 유전자 중 일부가 새로운 치료법의 약물 표적으로 작용할 수 있는 단백질을 생산한다고 보고했습니다.
연구를 수행할 당시 캠브리지 대학에 기반을 두고 있으며 보고서의 수석 저자인 Sudhakaran Prabakaran 박사는 “이것은 새로운 약물 표적에 대한 엄청난 가능성을 열어줍니다.”라고 말했습니다.
“아무도 그 너머를 본 적이 없기 때문에 정말 흥미진진합니다. [conventionally defined genes] 이전에 이러한 상태를 이해하고 치료할 수 있는 단서를 얻기 위해”라고 덧붙였습니다.
Prabakaran 박사는 2021년 케임브리지 대학에서 자리를 떠나 NonExomics라는 회사를 만들었습니다. 이 회사는 이러한 발견과 기타 발견을 기반으로 신약과 진단을 개발하고 판매하는 것을 목표로 합니다.
그는 말했다 오늘의 의료 뉴스 새로 확인된 단백질의 기능을 결정하기 위한 추가 작업이 진행 중입니다.
그는 “우리는 전산 분석을 기반으로 잠재적 기능을 예측했고 그 결과를 논문에서 공유했지만, 구체적으로 각 nORF에 대해 우리가 지금 하고 있는 심층 구조-기능 분석을 수행해야 한다”고 말했다.
팀이 식별한 다른 숨겨진 유전자는 정신분열증과 양극성 장애를 구별하거나 자살 위험을 추정하는 데 도움이 될 수 있는 단백질을 생성합니다.
그러나 연구를 위해 액세스할 수 있었던 데이터가 제한적이기 때문에 Prabakaran 박사는 두 가지 조건과 관련된 nORF의 작은 부분 집합만 식별했다고 믿습니다.
두뇌 발달
Prabakaran 박사는 “우리는 이 nORF가 정신분열증 및 양극성 장애 유전적 감수성 위치와 상관관계가 있는 최근에 진화한 인간 게놈 영역에 존재한다는 것을 논문에서 보여줍니다.”라고 말했습니다.
저자들은 최근에 진화한 인간 게놈 부분에서 발견한 숨겨진 유전자가 뇌 발달에 중요한 역할을 할 수 있다고 추측합니다.
그들은 생식 적합성을 향상시키는 고유한 인간 인지 능력을 담당할 수 있습니다.
그러나 알려지지 않은 환경 요인이 이러한 숨겨진 유전자의 특정 변이를 가진 사람들에게 정신분열병이나 양극성 장애를 유발할 수 있습니다.
