【佳學(xué)基因檢測】人的記憶天賦基因檢測

引言

RNA的定位、翻譯和穩(wěn)定性的精確調(diào)控對所有組織的功能至關(guān)重要，尤其是在神經(jīng)系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色。神經(jīng)元由不同的亞細(xì)胞區(qū)室構(gòu)成，包括體細(xì)胞區(qū)、軸突區(qū)和樹突區(qū)，每一個區(qū)室都擁有獨(dú)特的蛋白質(zhì)組和特定的功能。這些亞細(xì)胞區(qū)室需要動態(tài)地、往往是獨(dú)特地響應(yīng)外部刺激。一個典型的例子是，在誘導(dǎo)可塑性的刺激下，局部mRNA翻譯會在神經(jīng)元的特定區(qū)域發(fā)生，這種機(jī)制對于學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要。例如，在突觸前和突觸后區(qū)室中，局部蛋白質(zhì)合成可以響應(yīng)相同的可塑性刺激，但翻譯的mRNA因區(qū)室而異，這很可能由不同的RNA調(diào)控因子所控制。

RNA結(jié)合蛋白（RBPs）是神經(jīng)元中RNA調(diào)控的核心參與者，它們控制目標(biāo)RNA的剪接、多聚腺苷酸化、定位、翻譯和穩(wěn)定性等每一個步驟。因此，RBPs的正常功能對于神經(jīng)可塑性及其相關(guān)行為——尤其是學(xué)習(xí)和記憶——具有至關(guān)重要的意義。越來越多的證據(jù)表明，RBPs的功能障礙與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)，這些疾病涵蓋了從神經(jīng)發(fā)育障礙到神經(jīng)退行性疾病的廣泛范圍。例如，F(xiàn)ragile X信使核糖核蛋白（FMRP）與Fragile X綜合征中的認(rèn)知障礙相關(guān)，PUMILIO1（PUM1）與發(fā)育障礙、共濟(jì)失調(diào)和癲癇（PADDAS）相關(guān)，Quaking（QKI）與精神分裂癥相關(guān)，HNRNPK與Au-Kline綜合征中的智力障礙相關(guān)，以及SON與Zhu-Tokita-Takenouchi-Kim（ZTTK）綜合征中的智力障礙相關(guān)。這些RBP相關(guān)疾病的常見癥狀之一便是行為異常和認(rèn)知障礙。

盡管RBPs在神經(jīng)系統(tǒng)中的重要性已被廣泛認(rèn)可，但許多RBPs的功能仍未被充分研究。系統(tǒng)性地表征RBPs面臨諸多障礙：在哺乳動物中進(jìn)行此類研究進(jìn)展緩慢，而人類基因組編碼了近2000個RBPs，要全面研究這些蛋白需要耗費(fèi)大量時間和精力。此外，研究RBPs的組織特異性功能更加困難，因為這需要復(fù)雜且昂貴的遺傳學(xué)方法。然而，這些問題可以通過使用更簡單的模型生物——如秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans，簡稱C. elegans）——得以規(guī)避。C. elegans能夠以低成本、快速的方式進(jìn)行分子水平的組織特異性篩選，為研究RBPs提供了獨(dú)特的優(yōu)勢。

使用C. elegans作為模型生物的理由

C. elegans是一種已被廣泛應(yīng)用于高通量研究的小型線蟲模型生物，其在神經(jīng)表型調(diào)控因子的發(fā)現(xiàn)中有著悠久的歷史。它不僅促成了許多新的分子保守行為的發(fā)現(xiàn)，還揭示了與認(rèn)知缺陷相關(guān)的多種保守疾病調(diào)控因子。C. elegans的基因組編碼了近900個RBPs，其中超過80%在哺乳動物中具有直系同源物。更重要的是，研究人員可以利用數(shù)千種公開可用的突變體，包括支持神經(jīng)元特異性RNA干擾（RNAi）的突變體，來快速進(jìn)行組織特異性遺傳篩選。

C. elegans的另一大優(yōu)勢在于其分子保守的關(guān)聯(lián)記憶能力。它們能夠形成包括短期記憶（STM）、中期記憶（ITM）和長期記憶（LTM）在內(nèi)的多種記憶類型，這與哺乳動物的記憶機(jī)制具有高度的相似性。憑借豐富的分子工具、遺傳篩選的便捷性以及分子保守的記憶特性，C. elegans成為一個理想的體內(nèi)模型系統(tǒng)，用于研究神經(jīng)元RBPs在學(xué)習(xí)和記憶中的功能。

研究方法與發(fā)現(xiàn)

在本研究中，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼利用C. elegans進(jìn)行了一項神經(jīng)元特異性的靶向篩選，旨在發(fā)現(xiàn)控制記憶的保守RBPs。佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼篩選了多種RBPs，并發(fā)現(xiàn)其中80%是記憶調(diào)控因子，其中包括8個此前未被表征的新記憶分子。特別值得注意的是，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼的研究揭示了一類在神經(jīng)系統(tǒng)功能中幾乎未被研究的RBPs家族——C. elegans Y-Box（CEY）RNA結(jié)合蛋白家族，這一家族對線蟲的關(guān)聯(lián)記憶能力至關(guān)重要。

在CEY家族中，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼確定CEY-1與哺乳動物的YBX蛋白最為接近。進(jìn)一步研究表明，CEY-1在神經(jīng)系統(tǒng)中特異性地促進(jìn)記憶功能，且這一作用可能是跨物種保守的。人類YBX基因的拷貝數(shù)損失與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀（尤其是智力障礙）相關(guān)。此外，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼還在兩個不相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀患者中發(fā)現(xiàn)了一個罕見的YBX3基因雜合變異體。將這一保守的YBX3變異體引入C. elegans的內(nèi)源性cey-1位點(diǎn)，或引入已被人類化的cey-1位點(diǎn)的動物中，會導(dǎo)致記憶缺陷。這一發(fā)現(xiàn)支持了這樣的觀點(diǎn)：有害的YBX3變異體可能是人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的一個潛在原因。

結(jié)論

通過對保守神經(jīng)元RBPs的無偏倚篩選，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼發(fā)現(xiàn)了新的關(guān)聯(lián)記憶調(diào)控因子，其中CEY-1/YBX作為一個新的記憶調(diào)控因子被詳細(xì)描述。佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼的研究不僅強(qiáng)調(diào)了C. elegans作為發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)記憶調(diào)控因子和潛在疾病相關(guān)RBPs模型生物的潛力，還為理解人類記憶天賦的遺傳基礎(chǔ)提供了新的視角。通過將線蟲研究與人類基因數(shù)據(jù)相結(jié)合，佳學(xué)基因記憶天賦基因解碼揭示了YBX蛋白在記憶和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的潛在作用，這為未來的基因檢測和疾病診斷研究奠定了基礎(chǔ)。