照亮遗传暗物质:“垃圾DNA”影响血压

　　SickKids的研究人员发现了非编码基因组变异如何影响血压基因的调节，这可能有助于高血压的早期发现和治疗。这项开创性的研究不仅为心血管基因组研究提供了信息，而且为其他遗传疾病提供了一个适用的框架。

　　

SickKids的科学家将功能分配给非编码基因组，并为高血压的遗传学带来了曙光。

SickKids的科学家们正在深入研究非编码基因组，以揭示血压调节和高血压(高血压)背后的复杂遗传学——高血压是影响全球12.5亿人的心血管疾病的主要原因。

虽然人类基因组包括编码DNA和非编码DNA，但后者长期以来一直被其蛋白质编码DNA所掩盖，通常被视为“垃圾DNA”。近年来，科学家们已经确定了几个与高血压有关的基因组区域，包括非编码基因组中DNA的差异(也称为“变异”)。

由遗传学和基因组生物学项目的科学家Philipp Maass博士领导的SickKids研究小组开始了解这些变异如何可能调节血压基因，并以此描述基因组中血压基因调节的调节过程。他们的研究结果最近发表在《Cell Genomics》杂志上，为这些基因序列如何影响与高血压相关的基因调控提供了令人信服的一瞥。

Maass解释说:“这项研究首次揭示了非编码基因组变异如何影响与血压和高血压相关的基因之间的复杂联系。我们所创造的是一种血压基因调节因子的功能图谱，它不仅可以为未来心血管基因组学的研究提供信息，而且还提供了一个可以应用于研究其他遗传疾病的框架。”

对数千种基因变异的分析发现与血压调节有关

尽管构成了我们98%的遗传物质，非编码基因组并不积极地产生蛋白质。相反，非编码序列以各种方式调节编码基因。

虽然更传统的全基因组关联研究(GWAS)用于确定遗传性状与特定疾病之间的关联，但它们无法描述遗传变异如何起作用并影响附近的基因。GWAS的发现为编码基因组中变异功能的研究提供了大量信息，但很少有研究扩展到包括基因组非编码区域的变异。

Maass和他的团队利用SickKids的大规模并行报告分析(MPRA)技术和巴塞罗那超级计算中心的Marta mel博士的计算专业知识，大规模地检查了非编码基因组中的遗传变异，并确定了它们可能如何调节血压基因。通过利用James Ellis博士的干细胞专业知识，该团队能够研究与人类相关的心脏细胞的遗传变异。James Ellis博士是发育与干细胞生物学项目的高级科学家。

该研究使用高通量技术回顾了超过4600个遗传变异，是迄今为止在研究和分配非编码基因组功能方面最大的努力之一。马斯指出，令人惊讶的是，分析揭示了与血压调节有关的基因的高密度变异。

“随着全基因组测序的日益采用，我们可以在单个基因组中发现数千种新的变异，”合著者Seema Mital博士说。“辨别哪些变异可能与疾病有关，有可能提高基因组测序在临床环境中的效用。”

研究结果可以为心血管健康的精准医学方法提供信息

对于研究小组来说，揭示这些基因变异的功能是迈向未来精确儿童健康的重要一步，这是SickKids为每位患者提供个性化护理的一项运动。他们希望有关这些变异及其在血压调节中的作用的信息有一天可以用来帮助临床医生预测哪些儿童可能患上高血压，并及早提供适当的干预措施。

除了对心脏护理的影响，这些发现也可能为其他具有潜在遗传成分的疾病提供类似的方法。

“我们的研究使我们能够窥探DNA的‘暗物质’，揭示出可以用作探索各种遗传特征背后的基因组结构路线图的见解。通过结合不同的基因组、生化和计算方法，这种创新的方法有望重新定义我们对非编码基因组在儿童健康中所起的调节作用的理解，”Maass说。

参考文献:Systematic characterization of regulatory variants of blood pressure genes