美专家绘出大脑关键区域发育基因“分布图”

    美国达纳·法尔布癌症研究所的科学家，第一次绘制出了控制大脑关键区域发育的基因“分布图”。研究人员认为，这些关键基因如果发生变异，可能会导致脑癌或神经系统疾病，因此绘制这一基因“分布图”将加快相关疾病机理和医药的研究。

    大脑中有一类特殊的基因被称为“转录因子”，它们控制特定目标基因的表达，在神经细胞和神经胶质细胞的形成过程中起到关键作用。一旦转录因子出错，它们所控制的基因就会错误表达，进而导致神经系统和附属组织的发育异常。

    迄今为止，大脑转录因子还没有被系统地分离出来，要在大脑特定区域中确定它们的位置也比较困难。达纳·法尔布癌症研究所的科学家２３日在《科学》杂志网络版上发表论文，介绍了他们绘制大脑转录因子“分布图”的过程。

    首先，研究人员详细审阅了基因组数据库中的基因数据，然后在鼠的基因组中找出所有看似转录因子的１４４５个基因。随后他们确定，正在发育的鼠脑中有大约１０００个转录因子得到表达。研究人员用基因探针探测鼠的脑组织切片，结果发现，有３４９个转录因子只存在于大脑的各个不同区域，而其余的大多数基因在大脑中广泛存在。因此研究人员认为，这３４９个转录因子就是控制其各自所在的大脑区域或结构发育的关键基因。

    科学家说，这是第一次对大脑所有主要区域进行的转录因子“分布图测绘”，“分布图”显示了特定的大脑区域发育是由哪些关键基因控制的。尽管该基因“分布图”根据鼠大脑结构绘制，但是它对人类大脑同样有参考价值。这幅图被称为“马奥尼转录因子分布图”，并已放在网上，对所有感兴趣的研究人员免费开放。

    最近，Dana-Farber癌症研究所的研究人员汇编出了第一个能够显示大脑中关键的基因调节因子或开关位置的图谱。这种开关能够决定大脑不同部位的发育并且与发育异常和功能故障有关。研究人员认为这个图谱会促进对脑瘤和因开关基因突变导致的神经疾病的研究。当这些基因（转录因子基因）发生改变时，它们控制的基因会发生错误并可能导致神经功能以及相关结构发育的异常。

    尽管到目前为止已经确定了小鼠大脑中的这些基因调节因子，但是这个图谱还能够适用于人类大脑。这是第一个对所用主要大脑区域的系统的绘图，图谱反映出特定大脑部位表达的调节基因。

    转录因子是一些控制目标基因表达和活动的基因。这些因子在大脑发育过程中扮演重要角色。这个图谱将会告诉研究大脑各个部位的专家哪些转录因子基因调节这个大脑区域的发育以及哪些是导致脑瘤和其它疾病发生的可能基因。

    Dana-Farber的研究人员已经着手追踪专门调节与疼痛感、脑瘤和讲话困难（因控制舌头肌肉的运动神经异常发育引起）有关的神经的转录因子基因。

    这个图的全称为“Mahoney Transcription Factor Atlas”，现在已经可以在网上免费获得。为了编纂这个atlas，研究人员首先分析了人类基因组计划信息数据库，并且挑选出小鼠的所有转录因子基因。接着，他们确定出这些基因中的1000多个在发育小鼠的大脑中表达。通过利用DNA探针调查小鼠大脑薄层部分，研究人员发现只有349个转录因子基因在特定的区域表达。他们推测这349个基因可能控制着这些区域部分或结构的发育。