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1xbet网页版:1xbet网页版贾怡昌课题组揭示小鼠发声的分子基础

2023-02-20

声音可以传递重要的信息包括个体社交状态、位置以及经验等,是鸟类,啮齿类动物,非人灵长以及人类等物种种内交流的重要媒介。研究发声的分子机制有助于更好的理解人类语言的产生和演化的机制,同时对理解语言功能紊乱,自闭症等相关疾病的发病机制具有重要的意义。

2023年02月13日,1xbet网页版、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院、清华-北大生命科学联合中心、清华大学脑与智能实验室贾怡昌课题组在精神疾病领域权威学术期刊《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)在线发表了题为“转录因子TCF7L2作为一个分子开关通过DNA结合结构域在中脑控制哺乳动物发声”(TCF7L2 acts as a molecular switch in midbrain to control mammal vocalization through its DNA binding domain but not transcription activation domain)的研究论文,揭示了小鼠发声的分子基础。

声音的产生需要躯体多个部分相互协同作用,如喉部肌肉,呼吸以及横跨前脑到脑干的神经网络等。中脑导水管周围灰质(Periaqueductal gray, PAG)是大脑中一个比较保守的结构,在小鼠,猫以及非人灵长类动物中被认为是控制先天性发声的一个重要节点。因此,许多对发声的研究围绕在以PAG为中心的上下游的神经环路上,然而,对于PAG控制发声的分子调控机制却鲜为人知。

图1. TCF7L2 Y337H点突变损害小鼠发声

该研究,首先通过化学诱变剂N-乙基-N-亚硝基脲(N-ethyl-N-nitrosourea, ENU)对小鼠基因进行诱变,然后对发声缺陷的小鼠进行筛。⑾Tcf7l2基因对调控小鼠发声起到关键作用,并且影响了小鼠发声的音节的复杂性(图1); 脑区以及细胞特异的敲除Tcf7l2损害了小鼠的发声,说明Tcf7l2在PAG脑区兴奋性神经元的正常表达对小鼠发声至关重要;Nanopore测序发现了Tcf7l2的许多新的转录本,特异的敲除Tcf7l2基因短的转录本同样损害小鼠发声并且通过双荧光素酶报告系统发现Tcf7l2基因的突变解除了短的转录本对转录的抑制,暗示着TCF7L2可能通过转录抑制调控小鼠发声;最后,研究者将自闭症患者Tcf7l2基因的点突变引入到小鼠上,同样造成小鼠发声缺陷。

综上,该研究从分子遗传学角度,研究了Tcf7l2调控小鼠发声的机制,该研究有助于科学家们深入理解Tcf7l2在神经系统中的新功能,为理解人类语言和其相关疾病的发声机制提供了分子遗传的理论基础。

图2. Tcf7l2调控小鼠发声的模式图

1xbet网页版贾怡昌教授为本文的通讯作者,1xbet网页版博士生齐辉辉为本文第一作者,清华大学脑与智能实验室罗莉老师,清华大学博士生卢彩景、陈润泽以及和北京师范大学章晓辉团队为本文做出了重要的贡献。该研究工作得到国家自然科学基金,清华-北大生命科学联合中心,清华-IDG/麦戈文脑科学研究院的支持。

文献链接:https://www.nature.com/articles/s41380-023-01993-5

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