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研究指人類腦細胞會偏好父母其中一方的基因,但這可能很危險

大多數孩子會說他們同等地愛爸爸和媽媽,不過也有孩子會偏愛其中一位,而這種情況在人的細胞對父母的 DNA 序列選擇上也會出現。人們通常覺得孩子會同等地繼承父母的基因,然而近日發表在著名神經科學期刊《神經元》(Neuron)的新研究發現,人類腦細胞也會選擇性地優先激活來自父母一方的遺傳基因。這一發現打破了經典遺傳學的基本規律,並且指出這種遺傳突變可能是導致腦部疾病的新途徑。

過去學界的基本預設是,細胞中來自父母的等位基因(alleles)或多或少被同等激活,除非出現特定的偏差情形,例如因為遺傳印記(genetic imprinting)使得只有一方的基因得以激活,或是由於一方的 X 染色體失去活性導致無法被激活。但這項新研究卻找出了一種之前未被發現的偏差形式。

美國猶他大學醫學院(University of Utah School of Medicine)的研究團隊在檢測來自父母的基因活動後發現,在幼鼠的大腦中,至少有一個區域顯示,偏好激活父母某一方基因的現象很常見:約有85%的分泌控制情緒的化學血清素的背縫神經核(dorsal raphe nucleus)只激活來自父母一方的基因;但在10天後,兩方的基因都會開始激活,只有10%例外。

研究者也指出,此現象不只出現在腦部,同時也會出現在如肝臟和肌肉等身體部位,而且這種情況也會出現在猴子與人類身上。

    我們通常以整個人或動物來思考性狀。但我們發現當我們從細胞的層面來看時,遺傳學比我們想的還要複雜多了······這項新的發現可能幫助我們了解腦部疾病。

    研究資深作者、神經生物學和解剖學助理教授葛雷格(Christopher Gregg)

研究報告的資深作者葛雷格(Christopher Gregg)指出,這項新發現可以幫助科學家研究腦部疾病,因為以這種非正統的方式激活的基因正是精神疾病的危險因子。在人類身上,涉及自閉症和智力殘疾的 DEAF1 基因,便偏好在大腦多個區域表現單一基因;而另一項針對靈長類更全面的研究也指出,與亨丁頓舞蹈症(Huntington's disease)、精神分裂症、注意力缺陷障礙和雙相障礙相關的基因,也是同樣的情況。

葛雷格表示,雖然目前尚不確定基因不平衡的表現會對健康有何影響,但初步研究結果表明,這種情況可能導致容易罹患疾病。因為成對的基因可以作為防護機制來預防其中之一含有的缺陷,但若是只激活突變的基因、停止運作健康基因,即便是暫時性的,其破壞力都足以對細胞造成損害。

而在研究團隊篩選了數千個基因,為每個父母基因的激活程度進行量化比較後,發現許多基因對父母基因的表達與其他基因不同,並且這種差異與技術誤差及遺傳干擾信息(genetic noise)的隨機影響無關。研究團隊也指出,停止激活其中一個基因並不一定會造成全然的負面影響,而可能是生物體在生命週期的特定時間,對自身的遺傳程序進行微調的方式。

研究團隊目前尚未發現細胞選擇父母基因的機制。若能找到答案,或將能藉由激活被停止運作的基因,找出新的治療疾病的方法。

報導來源:
https://theinitium.com/article/20170228-dailynews-brain-cell-parents-gene/