Recursos genómicos funcionales completos y modelo integrador para el cerebro humano

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La genética
• Biología computacional

Sus antecedentes:

• Los factores de riesgo genéticos para los trastornos psiquiátricos son conocidos, pero sus mecanismos moleculares subyacentes no se comprenden completamente.
• Comprender la regulación genética en el cerebro es crucial para descifrar condiciones psiquiátricas complejas.

Objetivo del estudio:

• Crear un recurso completo en línea para el cerebro humano adulto para investigar los mecanismos moleculares de los trastornos psiquiátricos.
• Integrar datos multiómicos para construir redes reguladoras de genes y mejorar la predicción de enfermedades psiquiátricas.

Principales métodos:

• Generó un conjunto de datos a gran escala de 1866 individuos, incluidos potenciadores cerebrales activos, datos Hi-C y perfiles de expresión de una sola célula.
• Se realizó un análisis de los loci cuantitativos de la expresión (eQTL) para la expresión génica, la cromatina, el empalme y las proporciones de tipo celular.
• Integró diversos conjuntos de datos para reconstruir la variación de la expresión génica y construyó una red reguladora de genes.

Principales resultados:

• El recurso PsychENCODE incluye ~ 79,000 potenciadores activos del cerebro y perfiles moleculares detallados.
• Las proporciones de tipo celular explican más del 88% de la variación de expresión entre poblaciones.
• Una red reguladora de genes vinculó las variantes del estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) a los genes, con 321 genes identificados para la esquizofrenia.
• Un modelo de aprendizaje profundo interpretable que utiliza esta red mejoró la predicción de trastornos psiquiátricos en seis veces en comparación con las puntuaciones de riesgo poligénico.

Conclusiones:

• El recurso PsychENCODE proporciona una poderosa plataforma para diseccionar las bases moleculares de los trastornos psiquiátricos.
• La integración de datos multiómicos y modelos computacionales avanzados puede mejorar significativamente nuestra comprensión de la etiología y la predicción de enfermedades.
• Este trabajo identifica genes y vías clave implicadas en trastornos psiquiátricos, allanando el camino para futuras estrategias terapéuticas.