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自闭症风险基因共表达的转录模式集中于神经发育的既定和新的特征

自闭症风险基因共表达的转录模式集中于已建立的和新的神经发育特征 Calwing Liao 1,2 , Mariana Moyses-Oliveira 3,4,5 , Celine EF De Esch 3,4,5 , Riya Bhavsar 3,4,5 , Xander Nuttle 3,4,5 , Aiqun Li 6,7,8,9,10 , Alex Yu 6,7,8 , Nicholas D. Burt 3,4,5 , Serkan Erdin 3,4,5 , Jack M. Fu 3,4,5 , Minghui Wang 6,7,8 , Theodore Morley 11 , Lide Han 11 , CommonMind Consortium, Patrick A. Dion 2 , Guy A. Rouleau 1,2 , Bin Zhang 6,7,8 , Kristen J. Brennand 6,7,8,9,10,12，Michael E. Talkowski 3,4,5，Douglas M. Ruderfer 11,13,* 1. 加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学人类遗传学系。2. 加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学蒙特利尔神经病学研究所医院。3. 美国马萨诸塞州波士顿市麻省总医院基因组医学中心 02114。4. 美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所医学和群体遗传学项目 02142。5. 美国马萨诸塞州波士顿市麻省总医院和哈佛医学院神经病学系 02114。6. 美国纽约州纽约西奈山伊坎医学院遗传学和基因组科学系 10029。 7. 西奈山转化疾病模型中心，伊坎西奈山医学院，纽约州纽约市 10029，美国。8. 伊坎西奈山医学院，伊坎数据科学与基因组技术研究所，纽约州纽约市 10029，美国。9. 纳什家族神经科学系，伊坎西奈山医学院，纽约州纽约市 10029，美国。10. 弗里德曼脑研究所，伊坎西奈山医学院，纽约州纽约市 10029，美国。 11. 范德堡大学医学中心范德堡遗传研究所医学系遗传医学分部，1211 Medical Center Dr. Nashville, TN 37232 USA 12. 耶鲁大学精神病学系，纽黑文，CT 06511 USA 13. 范德堡大学医学中心生物医学信息学系和精神病学和行为科学系，1211 Medical Center Dr. Nashville, TN 37232 USA *通讯作者：Douglas M. Ruderfer ( douglas@ruderfer@vanderbilt.edu ) 摘要 自闭症谱系障碍 (ASD) 是一种高度遗传的神经发育障碍，其特征是社交互动和沟通障碍。许多基因中蛋白质功能的改变变异已被证明会增加 ASD 风险；然而，了解如此多基因之间的生物学趋同一直很困难。在这里，我们证明人类死后脑样本 (N=993) 的共表达模式与神经元细胞模型中 15 个神经发育基因的 CRISPR 扰动（基因编辑、干扰和激活）的转录结果显着相关。我们发现在 70 个 ASD 风险基因中，存在显着的组织特异性转录趋同，这涉及突触通路。我们进一步表明，收敛程度与测序研究中与 ASD 的关联水平（rho = -0.14，P = 4.75x10 -63）以及尸检 ASD 大脑转录研究中的差异表达（rho = -0.22，P = 3.62x10 -41）显着相关。在去除与 ASD 关联证据最少的基因后，剩余的正收敛基因不耐受突变，编码长度较短，并且富含有提示对 ASD 有贡献的证据的基因。这些结果表明，利用收敛共表达可以识别新的 ASD 风险基因，这些基因更有可能被低估，因此被当前的大规模测序研究遗漏。这项工作最终提供了一种功能代理 CRISPR 扰动的简单方法，展示了已知 ASD 风险基因之间显着的上下文特异性转录收敛，并提出了几个新的 ASD 风险基因候选物。简介自闭症谱系障碍 (ASD) 是一种高度遗传的神经精神疾病，人口患病率约为 1% 1 。测序研究表明，与对照组相比，病例组中罕见的有害变异过多，导致数十种基因导致 ASD 风险 2–5 。这些发现突触功能、染色质和转录调控等 ASD 生物学途径 2,3 是与自闭症有关的。转录组学研究提供了特发性 ASD 患者死后大脑中突触基因下调以及免疫基因上调的证据 6,7 。最近，PsychENCODE 联盟在一组更大的死后人类大脑样本中证实了这些结果染色质和转录调控 2,3。转录组学研究提供了特发性自闭症患者死后大脑中突触基因下调以及免疫基因上调的证据 6,7。最近，PsychENCODE 联盟在一组更大的死后人类大脑中证实了这些结果染色质和转录调控 2,3。转录组学研究提供了特发性自闭症患者死后大脑中突触基因下调以及免疫基因上调的证据 6,7。最近，PsychENCODE 联盟在一组更大的死后人类大脑中证实了这些结果