Un equipo internacional de científicos ha utilizado atlas del cerebro humano informados por la genética para identificar cientos de loci genómicos. Loci es plural para locus, y en genética indica la ubicación física de un gen o variante en un cromosoma.
«La complejidad del cerebro humano ha eludido y fascinado igualmente a los científicos durante siglos», dijo la primera autora Carolina Makowski, PhD, becaria postdoctoral que trabaja con Chen.
«Gran parte de la forma de nuestro cerebro se reduce a lo que está entrelazado en nuestro ADN. La última década ha visto un florecimiento en los estudios que asignan diferentes regiones del cerebro a códigos genéticos únicos que varían naturalmente en la población. La forma en que estos cerebros Sin embargo, las regiones definidas pueden tener un impacto importante en los hallazgos, algo que destacamos en este trabajo».
En general, la construcción del cerebro humano está determinada por la herencia, aunque factores como la exposición ambiental también juegan un papel, particularmente durante los períodos sensibles del desarrollo neurológico durante la infancia. Las resonancias magnéticas a gran escala y los conjuntos de datos genéticos han iluminado cada vez más las variantes genéticas comunes que ayudan a construir la corteza cerebral humana: la lámina externa en capas de tejido arrugado asociada con las capacidades mentales más altas de los humanos, como el lenguaje, la memoria, la percepción, la conciencia y la conciencia. .
El último estudio va más allá, utilizando atlas cerebrales genéticamente informados en estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) del área de la superficie cortical regional y el grosor en 39.898 adultos y 9.136 niños. Los GWAS son estudios que escanean conjuntos completos de ADN o genomas de muchas personas para encontrar variaciones genéticas, generalmente aquellas que pueden estar asociadas con una enfermedad en particular.
El equipo se centró en la corteza y utilizó atlas con límites definidos por la genética que habían desarrollado previamente los autores del estudio, incluidos William S. Kremen, PhD, profesor de psiquiatría, y Anders Dale, PhD, profesor de neurociencia y radiología, ambos en Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego.
«Imagina que estás planeando un viaje por carretera a través del país», dijo Makowski. «Es probable que recurra a un mapa de carreteras o un GPS para orientarse, y estaría menos interesado en consultar otros mapas basados en la topografía o las características físicas del paisaje para llegar a su destino.
«Del mismo modo, la forma en que definimos las regiones del cerebro debería depender de la pregunta de investigación en cuestión. Con este enfoque de usar atlas definidos genéticamente, pudimos descubrir la mayor cantidad de variantes genéticas hasta la fecha asociadas con el tamaño y el grosor de la corteza».
Los investigadores encontraron 440 loci significativos en todo el genoma en la cohorte de descubrimiento y 800 en un metanálisis combinado post-hoc.
«Curiosamente, muchos de los genes a los que se asignan estos loci también están asociados con trastornos del desarrollo neurológico, como el autismo, la epilepsia y la discapacidad intelectual, y la demencia», dijo Chen.
«Hasta cierto punto, la maquinaria molecular para el desarrollo normal del cerebro y los trastornos se superponen, lo que podría reflejar un espectro continuo de efectos genéticos en la variación estructural del cerebro normal al neurodesarrollo aberrante. Un mecanismo posible es que ciertas composiciones genéticas provoquen un desarrollo cerebral anormal, lo que conduce a trastornos del neurodesarrollo Los loci que descubrimos pueden ser utilizados por los investigadores para más estudios mecánicos de cómo los genes afectan el cerebro y las enfermedades».
Los coautores incluyen: Weixiu Dong, Hao Wang, Yan Wu, Jingjing Zou, Cin Liu, Sara B. Rosenthal, Donald J. Hagler Jr., Chun Chieh Fan, Terry L. Jernigan y Kun Zhang, todos en UC San Diego; Dennis van der Meer y Ole A. Andreassen, Universidad de Oslo, Noruega; Peter M. Visscher, Universidad de Queensland, Australia; Jian Yang, Universidad de Westlake, China.