双相情感障碍的基因组学研究 背景介绍 双相情感障碍（Bipolar Disorder, BD）是一种严重的精神疾病，全球范围内对疾病负担的贡献巨大。尽管双相情感障碍的遗传率高达60-80%，但其遗传基础的大部分仍未明确。过去的研究主要集中在欧洲裔人群中，缺乏对其他族裔的深入探讨。此外，双相情感障碍的异质性（如双相I型和II型）以及患者来源（临床、社区、自我报告）的差异可能导致遗传结构的差异。这些问题促使研究者们开展了迄今为止最大规模的多族裔全基因组关联研究（GWAS），旨在揭示双相情感障碍的遗传架构和生物学基础。 论文来源 这篇论文由Kevin S. O’Connell等来自全球多个研究机构的科学家共同完成，主要作者来自奥斯陆大学医院、伦敦大学学院、加州大学洛杉矶分校等知名机构。论文于202...

母源X染色体对雌性小鼠认知和脑老化的影响 背景介绍 在哺乳动物中，雌性细胞拥有两条X染色体，一条来自母亲（母源X染色体，Xm），另一条来自父亲（父源X染色体，Xp）。在胚胎发育过程中，其中一条X染色体会随机失活，这一过程被称为X染色体失活（X inactivation）。这种失活机制导致雌性个体在细胞水平上形成X染色体的嵌合现象（mosaicism），即某些细胞表达母源X染色体，而另一些细胞表达父源X染色体。这种嵌合现象在个体之间存在差异，有些个体甚至表现出X染色体失活的显著偏斜（skew）。X染色体的亲本来源可能通过DNA甲基化等表观遗传机制影响基因表达，从而在衰老和疾病过程中起到缓冲作用。然而，X染色体失活的偏斜或嵌合现象是否会影响雌性个体的功能，尤其是认知和脑老化，仍然是一个未解之谜。...

完整的人类重组图谱 学术背景 在遗传学研究中，重组（recombination）是生物体产生遗传多样性的关键机制之一。重组不仅影响基因的传递和组合，还在自然选择和种群历史推断中扮演重要角色。然而，现有的重组图谱主要基于交叉重组（cross-over, CO），而忽略了更为常见的非交叉重组（non-cross-over, NCO）。NCO的检测难度较大，导致其在重组研究中的贡献长期被低估。为了全面理解重组的机制及其对遗传多样性的影响，研究人员需要绘制包含CO和NCO的完整重组图谱。 本研究旨在通过全基因组测序数据，估算父母传递给后代NCO的数量，并绘制包含CO和NCO的性别特异性重组图谱。这一研究不仅填补了现有重组图谱的空白，还为理解性别间重组差异、母体年龄对重组的影响以及重组对新生突变（de...

线粒体疾病精准建模：基于优化mitobes的研究 学术背景 线粒体疾病是由线粒体DNA（mtDNA）突变引起的一类遗传性疾病，影响细胞的能量代谢，进而导致多种器官功能障碍。线粒体DNA突变可以是同质性的（影响所有mtDNA拷贝）或异质性的（突变与野生型mtDNA共存）。这些突变在人群中较为罕见，但一旦发生，往往会导致严重的临床症状，如Leigh综合征和Leber遗传性视神经病变（LHON）。由于缺乏合适的动物模型，线粒体疾病的研究和治疗进展受到限制。因此，开发能够精确模拟人类线粒体疾病的动物模型至关重要。 本研究旨在通过优化线粒体碱基编辑器（mitobes），减少脱靶效应，提高编辑效率和精度，从而为线粒体疾病的精准建模提供工具。通过这一技术，研究人员能够在小鼠模型中模拟人类线粒体疾病的突变，...

多尺度足迹揭示顺式调控元件在细胞分化和衰老过程的作用 背景介绍 基因表达的调控是细胞命运和疾病发生的关键机制之一，而顺式调控元件（cis-regulatory elements, CREs）在这一过程中扮演了重要角色。CREs通过结合多种效应蛋白（如转录因子和核小体）来动态调控基因的表达。然而，现有的研究方法在测量这些效应蛋白在基因组范围内的结合动态时存在局限性，尤其是在单细胞水平上。这导致我们难以全面理解CREs的结构如何与其功能相关联，尤其是在细胞分化和衰老过程中。 为了解决这一问题，来自Broad Institute of MIT and Harvard、Harvard University等机构的研究团队开发了一种名为PRINT的计算方法，能够从染色质可及性数据中识别DNA-蛋白质相...

利用分阶段泛基因组进行杂交马铃薯单倍型设计 学术背景 马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球最重要的块茎作物之一，每年为超过120个国家的13亿人口提供食物。然而，马铃薯的四倍体基因组和克隆繁殖方式使其育种进展缓慢，难以通过传统的育种方式快速积累有益性状。为了加速马铃薯的改良，科学家们提出了基于二倍体自交系的种子繁殖杂交系统。然而，二倍体自交系的开发受到大量有害变异的阻碍，这些有害变异的存在严重影响了马铃薯的生长和整体适应性。因此，理解这些有害变异的本质并找到消除它们的方法，成为当前杂交马铃薯研究的重点。 此外，大多数已发表的二倍体马铃薯基因组是未分相的，这掩盖了单倍型多样性和杂合性的关键信息。为了克服这一挑战，研究人员开发了一个分相的马铃薯泛基因组图谱，旨在揭示马铃薯基因...