多层次基因组分析揭示参与人类记忆的遗传基因
记忆是人类重要的认知功能。外界信息由感知系统进入大脑，经由记忆系统编码、处理以及存储从而成为个体的知识经验。因此，从很大程度上，记忆定义了个体。以往研究通过双胞胎和家系分析对记忆的遗传基础进行了探索，一般认为短时程和长时程记忆都有中等遗传力水平，其中短时记忆的遗传力在15%-72%之间（1-3），长时记忆在37%-55%之间（4）。近年来，随着测序技术的发展，利用全基因组的单核苷酸多态性位点估算遗传力越来越流行，最近一篇关于记忆遗传的研究发现常见单核苷酸多态性位点对短时记忆的贡献就达到了31%-41%（5）。
基于记忆的重要性及已知的可遗传性，北京大学研究生朱子建和陈碧清等（6）使用全基因组关联分析（GWAS）方法系统地对短时程记忆和长时程记忆进行了单核苷酸多态性位点、基因和通路等多维度的全基因组范围的遗传关联分析。在1623人（短时记忆研究）和1522人（长时记忆研究）的青年中国人群中全基因组关联分析发现了包括rs7011450等基因位点，ZFAT、BCAT2等基因和mTOR信号通路、轴突引导等分子通路与短时记忆和长时记忆相关，并且这些结果分别在2790人（短时记忆）和1862人（长时记忆）中得到了部分验证。该文章题为Multi-level genomic analyses suggest new genetic variants involved in human memory，2018年7月在线发表于European Journal of Human Genetics（《欧洲人类遗传学杂志》）。
近年来，饶毅实验室一直在通过分析人类的认知行为来研究人类认知的生物基础，这是他们第三篇相关论文。2016年朱子建等在Cognition（《认知》）杂志发表人类记忆干扰与再巩固机制的论文（7），2018年5月陈碧清等在Journal of Human Genetics（《人类遗传学杂志》）发表人类从众行为的全基因关联分析研究（8），最近这篇是朱子建等发表的有关人类记忆的基因组关联分析（6）。第一篇饶毅与心理系吴艳红教授为共同通讯作者，第二篇通讯作者为饶毅，第三篇的通讯作者为博士毕业研究生朱子建和陈碧清。
重庆医科大学和南方医科大学为合作单位。
PDF可见于饶毅实验室网页：
http://raolab.org/upfile/file/20180731210652_689913_79835.pdf
部分引用文献：
1. McClearn GE, Johansson B, Berg S, et al. Substantial genetic influence on cognitive abilities in twins 80 or more years old. Science. 1997;276:1560–3.
2. Goldberg HX, Lemos GS, Fananas SL. A systematic review of the complex organization of human cognitive domains and their heritability. Psicothema. 2014;26:1–9.
3. Jensen AR, Marisi DQ. Note on the heritability of memory span. Behav Genet. 1979;9:379–87.
4. Volk HE, McDermott KB, Roediger HL III, Todd RD. Genetic influences on free and cued recall in long-term memory tasks. Twin Res Hum Genet. 2006;9:623–31.
5. Vogler C, Gschwind L, Coynel D, et al. Substantial SNP-based heritability estimates for working memory performance. Transl Psychiatry. 2014;4:e438.
6. Zhu ZJ, Chen BQ, Yan HM, Fang W, Zhou Q, Zhou SB, Lei H, Huang AL, Chen TM, Gao TM, Chen L, Chen JY, Ni DS, Gu YP, Liu JN, Zhang WX, Rao Y (2018). Multi-level genomic analyses suggest new genetic variants involved in human memory. Eur J Hum Genet published online July 3rd, 2018
7. Zhu ZJ, Wang YY, Cao ZJ, Chen BQ, Cai HQ, Wu YH, Rao Y (2016). Cue-independent memory impairment by reactivation-coupled interference in human declarative memory. Cognition 155:125-134.
8. Chen BQ, Zhu ZJ, Wang YY, Ding XH, Guo XB, He MG, Fang W, Zhou SB, Zhou Q, Huang AL, Chen TM, Ni DS, Gu YP, Liu JN, Lei H, Rao Y (2018). Nature vs. nurture in human sociality: multi-level genomic analyses of social conformity. J Hum Genet 63:605-619.
实验室介绍
饶毅实验室研究社会行为和社会认知的分子和细胞机制。
针对动物，我们使用遗传学、分子生物学和生物物理学手段，研究化学递质及受体的化学连接组学/递质组学。我们通过构建一系列敲除递质及其受体的果蝇和啮齿类突变体，研究相应的功能。
通过现代成像技术我们可以在解剖学的层面揭示已知递质的神经环路，我们也可以通过特异的启动子界定的逻辑门在功能上操纵神经环路。我们的化学连接组学/递质组学方法已经发现了调节睡眠和社会行为的部分分子和神经元。有望发现与不同行为对应的神经递质和受体。
针对人类，我们使用遗传学、基因组学和脑成像（fMRI）方法，研究对社会行为和认知重要的基因和脑区。我们的目的是识别出与行为和认知相关脑区所有神经递质和受体。从动物到人机制的保守性使我们可以理解进化中重要的行为。人类特有的机制帮助我们理解我们自身。