भाग 2: मानव स्मृति के साथ जुड़े कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों के विशिष्ट आनुवंशिक हस्ताक्षर

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आनुवंशिक हस्ताक्षर की साहित्य समीक्षा

के लिए उम्मीदवार जीन "हिट" की संख्या निर्धारित करने के लिएस्मृतिविश्लेषण, हमने प्रत्येक जीन सूची सीएल के लिए एक साहित्य समीक्षा की और जीन की संख्या की गणना की-स्मृति(यानी, ट्रू पॉजिटिव) या जीन-मोटर फंक्शन एसोसिएशन (यानी, फॉल्स पॉजिटिव; अंजीर। 1F)। यह एक खोज क्वेरी के माध्यम से Google विद्वान पर प्रयोगात्मक साहित्य की समीक्षा करके किया गया था: ["जीन नाम" और ("स्मृति" या "भूलने की बीमारी" या "अल्जाइमर" या "मनोभ्रंश")] और ["जीन नाम" और ("मोटर" फंक्शन" या "मोटर कोऑर्डिनेशन" या "लोकोमोटर" या "एटेक्सिया" या "मोटर लर्निंग" या "पार्किंसन-सोन्स" या "हंटिंगटन")], क्रमशः। संबंधित वास्तविक सकारात्मक और झूठी सकारात्मक के लिए मोटर विश्लेषण के लिए भी यही दोहराया गया था। विकारों को खोजशब्द खोज के लिए चुना गया था क्योंकि वे प्रमुख रूप से स्मृति और मोटर कार्यप्रणाली में कमियों को प्रदर्शित करते हैं। मजबूत सबूतों में विवो जीन जोड़तोड़, म्यूटेंट और औषधीय हस्तक्षेप में नियोजित अध्ययन शामिल थे, जबकि कमजोर सबूतों में कम्प्यूटेशनल जीन एसोसिएशन, इन विट्रो अध्ययन, अंतर जीन अभिव्यक्ति अध्ययन और मानव मामले के अध्ययन शामिल थे। साहित्य साक्ष्य को केवल मान्यता के रूप में गिना जाता है यदि यह संबंधित मस्तिष्क क्षेत्र, यानी, कॉर्टिकल या सबकोर्टिकल को फंसाता है। जैसे, गैर-विश्लेषण किए गए मस्तिष्क क्षेत्र में किसी दिए गए जीन की भूमिका के प्रमाण की गणना नहीं की गई थी। उदाहरण के लिए, यदि एक पेपर से पता चलता है कि जीन ए के पूरी तरह से सबकोर्टेक्स में नॉक-आउट स्मृति की कमी की ओर जाता है, तो इसे कॉर्टिकल मेमोरी के विश्लेषण के सबूत के रूप में नहीं गिना जाएगा।

याददाश्त में सुधार कर सकता है सिस्टैन्च

स्मृति और मोटर विश्लेषण में सहसंबंध अंतर

यदि विधि मान्य है, तो स्मृति जीन का औसत सहसंबंध मान से अधिक होना चाहिएस्मृतिमोटर विश्लेषण के साथ तुलना में विश्लेषण, और इसके विपरीत मोटर जीन और मोटर विश्लेषण आर मूल्य के लिए। प्रत्येक जीन के लिए, इसकी गणना इसके मोटर फ़ंक्शन r मान को मेमोरी r मान से घटाकर की गई थी, जिसमें विधि की प्रभावशीलता (छवि 1G) की ओर एक सकारात्मक अंतर गिना गया था। ध्यान दें कि नकारात्मक जीन सूचियों (जैसे, मेमोरी कॉर्टिकल -) से मेमोरी r मानों के लिए, हम सकारात्मक मेमोरी जीन सूचियों के अनुरूप इस अंतर को सकारात्मक मान के रूप में व्यक्त करने के लिए r-मान अंतर को -1 से गुणा करते हैं। फिर हम प्रत्येक सेट S के लिए सभी जीनों का औसत लेते हैं जो FDR q 0.05 (समृद्ध मानचित्र विज़ुअलाइज़ेशन के समान सीमा) को संतुष्ट करते हैं ताकि सात ऐसे मान प्राप्त किए जा सकें। चूंकि प्रति सेट एस जीन की संख्या अलग है, हमने प्रति सेट औसत सहसंबंध अंतर मूल्य की गणना के लिए उपयोग किए जाने वाले सहसंबंध अंतर मूल्यों की संख्या को बूटस्ट्रैप किया है। यह स्मृति और मोटर विश्लेषण के लिए अलग-अलग क्रमशः सहसंबंध अंतर (10, 000 पुनरावृत्तियों) को स्मृति में जीन की न्यूनतम संख्या (एन 231) और मोटर सेट (एन 146) में घटाकर अलग-अलग किया गया था। हमने इसे सात सेटों में से प्रत्येक के लिए एक बॉक्सप्लॉट के रूप में देखा, जिसमें बूटस्ट्रैप्ड माध्य और स्मृति और मोटर विश्लेषण के लिए 95 वाँ प्रतिशतक (मूंछ) हैं। यदि आधार रेखा 95वें प्रतिशतक वितरण के भीतर नहीं आती है (अर्थात, मूंछें शून्य की आधार रेखा के साथ ओवरलैप नहीं होती हैं) तो स्कोर को आधारभूत (पी 0.05) से काफी अलग माना जाता है।

उम्मीदवार जीन की पहचान करने में विधि प्रभावशीलता का आकलन

हमने पूर्व साहित्य समीक्षा (छवि 1 जी) के आधार पर विधि प्रभावशीलता की मात्रा निर्धारित की। ऐसा करने के लिए, हमने एन प्राप्त करने की संभावना संभावना की गणना कीस्मृतिप्रति जीन सूची में जीन। यह N . का चयन करके किया जाता हैस्मृतिज्ञात स्मृति के पूल से जीन (प्रतिस्थापन के बिना) यास्मृति-संबंधित विकार जीन (एन 644) सभी 15,625 जीनों में से विश्लेषण किया गया। उदाहरण के लिए, यदि जीन सूची में 10 में से 10 जीन मेमोरी जीन हैं, तो ऐसा होने की संभावना 1 है।32 10 14। मोटर फ़ंक्शन और मोटर फ़ंक्शन जीन (n 104) के लिए उसी के अनुसार किया गया था। इनस्मृतिजीन तीन स्रोतों से संकलित किए गए थे: (1) उपरोक्त साहित्य समीक्षा; (2) बायोलॉजिकल फंक्शन जीन "GO: 0007611 लर्निंग या मेमोरी," डेटाबेस AmiGO2 (कार्बन एट अल।, 2009; संस्करण 2.4.26, रिलीज की तारीख 2016-08) ​​से सेट करता है; और (3) वैन कॉवेनबर्गहे एट अल। (2016)। मोटर से संबंधित जीन (मोटर या मोटर से संबंधित विकार) (1) उपरोक्त साहित्य समीक्षा से प्राप्त किए गए थे, (2) जैविक कार्य जीन सेट "GO: 0061743 मोटर लर्निंग" और "GO: 0061744 मोटर व्यवहार" डेटाबेस से AmiGO2 (कार्बन एट अल।, 2009), और (3) लिन और फरर (2014)।

स्मृति और मोटर विश्लेषण के लिए सटीक स्कोर

हमने पूछा, एक दिए गए के बारे मेंस्मृतिजिन जीनों को के रूप में लेबल किया गया है, उनके साथ जीन सूचीस्मृतिजीन, इनमें से कितने वास्तव में संबंधित हैंस्मृति. हमने एक सटीक स्कोर (चित्र 1G) की गणना करके इसकी मात्रा निर्धारित की। हमने पहले सच्चे सकारात्मक (यानी, साहित्य समीक्षा से स्मृति से जुड़े जीन) और झूठी सकारात्मक (यानी, मोटर फ़ंक्शन से जुड़े जीन) का निर्धारण किया। साहित्य साक्ष्य को ऐसे भारित किया गया था कि सच्ची सकारात्मकता के लिए, मजबूत साक्ष्य और कमजोर साक्ष्य (ऊपर परिभाषित) को क्रमशः एक पूर्ण बिंदु और आधा अंक प्राप्त हुआ। प्रत्येक जीन सूची के लिए, हमने तब "सच्ची सकारात्मक" को वास्तविक सकारात्मक और झूठी सकारात्मक (Eqs। 1,2) के योग से विभाजित करके विधि का सटीक स्कोर निर्धारित किया। यदि विधि सटीक है, तो स्मृति विश्लेषण के लिए, स्मृति परिशुद्धता स्कोर 0.5 से ऊपर और एक मोटर स्कोर 0.5 से नीचे होना चाहिए, और इसके विपरीत। हमने प्रत्येक जीन सूची (0 से लेकर 1 तक), और इन अंकों के बीच अंतर (-1 से 1 तक) के लिए मेमोरी और मोटर सटीक स्कोर प्लॉट किए। आदर्श रूप से, अंतर शून्य से अधिक होना चाहिए। निम्नलिखित समीकरणों में, स्मृति के साथ इसके संबंध के लिए मजबूत सबूत के साथ यादें जीन की संख्या; स्मृति के साथ इसके जुड़ाव के कमजोर सबूत वाले जीन की मेमोरी संख्या; मोटर फ़ंक्शन के साथ इसके जुड़ाव के लिए मजबूत सबूत वाले जीनों की मोटर संख्या; और मोटर फ़ंक्शन के साथ इसके जुड़ाव के लिए कमजोर सबूत वाले जीनों की मोटर संख्या।

डेटा उपलब्धता विवरण

उपयोग किए गए सभी आनुवंशिक और न्यूरोइमेजिंग डेटा AHBA (//human.brain-map.org) और Neu-rosynth (//www.neurosynth.org) से उपलब्ध हैं। प्रतिलेख को पूर्व-संसाधित करने के लिए स्क्रिप्ट https:// github.com/BMHLab/AHBAprocessing पर उपलब्ध हैं। सहसंबंध स्क्रिप्ट और इनपुट डेटा गैर-व्यावसायिक उपयोग के लिए विस्तारित डेटा 1 और https://github.com/PK-HQ/geneCognitionDiscovery पर उपलब्ध हैं।

परिणाम

एएचबीए और न्यूरोसिंथ मानचित्र

पूरे मस्तिष्क वाले वयस्क मानव की पहचान के लिएस्मृतिजीन, हमें पहले वयस्क मानव मस्तिष्क के 3 डी उच्च-रिज़ॉल्यूशन न्यूरोइमेजिंग और ट्रांसक्रिप्टोम मानचित्रों के बीच स्थानिक सहसंबंध विश्लेषण करने की आवश्यकता थी। जैसे, हमने उच्च घनत्व, संपूर्ण मानव मस्तिष्क AHBA प्रतिलेख, और न्यूरोसिंथ का उपयोग कियास्मृतिइनपुट डेटासेट के रूप में सामान्य रूप से मेमोरी के साथ प्रत्येक वोक्सेल के जुड़ाव का एसोसिएशन मैप (यार्कोनी एट अल।, 2011)।

एएचबीए छह दाता दिमाग से प्राप्त किया गया था और इसमें बाएं कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों में पूरे जीनोम मानव मस्तिष्क जीन अभिव्यक्ति शामिल है (एन 6; अंजीर। 1 ए; विस्तारित डेटा छवि में उदाहरण विज़ुअलाइज़ेशन देखें। 1-1; Hawrylycz et al। , 2012)। न्यूरोसिंथस्मृतिएसोसिएशन मैप एक मेटा-स्टडी मैप (एन 2744) है जो प्रत्येक मस्तिष्क स्वर की प्रासंगिकता का प्रतिनिधित्व करता हैस्मृति(अन्य संज्ञानात्मक कार्यों के विपरीत), सकारात्मक z स्कोर द्वारा निर्दिष्ट (चित्र। 1A; विस्तारित डेटा चित्र में मेमोरी और मोटर फ़ंक्शन मानचित्रों का एक दृश्य देखें। 1-2; यार्कोनी एट अल।, 2011)। ध्यान दें कि का उपयोगस्मृतियहाँ सामान्य रूप से स्मृति को संदर्भित करता है, क्योंकि मानचित्र का निर्माण स्मृति-संबंधी न्यूरोइमेजिंग अध्ययनों से किया गया था जो कई प्रकार के स्मृति कार्यों को नियोजित करते हैं (यार्कोनी एट अल।, 2011)। हमने दोनों मानचित्रों को एक सामान्य MNI152 स्थान में सह-पंजीकृत किया। मेमोरी एसोसिएशन मैप में मेमोरी क्षेत्रों का उपयोग बाद के स्थानिक सहसंबंध विश्लेषण के लिए प्रयोग करने योग्य एएचबीए नमूनों को परिभाषित करने के लिए किया गया था।

स्थानिक समानता विश्लेषण

इन डेटासेट का उपयोग करते हुए, हमने उच्च स्थानिक सहसंबंध मूल्यों वाले जीन को उनकी जीन अभिव्यक्ति और . के बीच अलग करने की मांग कीस्मृतिबाद के विश्लेषण चरणों के लिए टर्म मैप्स, क्योंकि वे स्मृति से संबंधित होने की सबसे अधिक संभावना है (फॉक्स एट अल।, 2014)। हमने कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों के लिए अलग-अलग एएचबीए और न्यूरोसिंथ एसोसिएशन मैप्स के बीच स्थानिक समानता विश्लेषण किया, उनके चिह्नित अंतर के कारण (परिचय देखें; कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों की सूची विस्तारित डेटाफिग में उपलब्ध है। 1-3), और के लिए मेमोरी और मोटर फ़ंक्शन (चित्र 2 में स्थानिक सहसंबंध का एक उदाहरण देखें)। प्रत्येक विश्लेषण से एक सूची L प्राप्त हुई, जिसमें बाद की रैंकिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले 15,625 जीनों के माध्य सहसंबंध मान शामिल थे (चित्र 1बी)।

हमने बाद में प्रत्येक सूची एल को स्थान दिया। एक सकारात्मक सहसंबंध प्रासंगिक क्षेत्रों में उच्च जीन अभिव्यक्ति को इंगित करता हैस्मृति, और एक नकारात्मक सहसंबंध स्मृति के लिए प्रासंगिक क्षेत्रों में कम अभिव्यक्ति का तात्पर्य है। मेमोरी कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल विश्लेषण के लिए शीर्ष -10 सकारात्मक और नकारात्मक सहसंबद्ध जीन तालिका 1 में दिखाए गए हैं (विस्तारित डेटा तालिका 1-1 में सभी जीनों का स्थानिक सहसंबंध मान देखें)। स्मृति के कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल विश्लेषण (विस्तारित डेटा तालिका 1-1) दोनों के लिए सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध जीन की तुलना में अधिक नकारात्मक सहसंबद्ध जीन थे। हमने कॉर्टिकल क्षेत्रों के लिए 8383 सकारात्मक और 7243 नकारात्मक सहसंबद्ध जीन पाए, और 7642 सकारात्मक और 7984 उप-क्षेत्रों के लिए नकारात्मक जीन पाए।

कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल मेमोरी से जुड़ी विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल

स्थानिक सहसंबंध विश्लेषण के बाद, हमने कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल से संबंधित जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल को परिभाषित करने का लक्ष्य रखा हैस्मृतिव्यापक तरीके से। एक सामान्य जैविक कार्य (यानी, जीन सेट) की दिशा में काम करने वाले जीनों के सेट की पहचान करने और उन्हें चिह्नित करने के लिए, हमने जीएसईए पूर्व-रैंक (छवि 1 सी) के साथ प्रत्येक कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल सूची एल का विश्लेषण किया। यह क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध जीन से प्राप्त सकारात्मक स्कोरिंग और नकारात्मक स्कोरिंग जीन सेट प्राप्त करता है। इन जीन सेटों को तब कार्यात्मक रूप से संबंधित समूहों में बांटा गया था और स्वचालित रूप से जैविक विषयों (क्लाइन एट अल।, 2007; मेरिको एट अल।, 2010; ओस्पर एट अल।, 2011) के साथ एनोटेट किया गया था।

कुल मिलाकर, कोर्टेक्स और सबकोर्टेक्स में अलग-अलग जैविक विषय थे जो पहले स्मृति से जुड़े पाए गए थे। कॉर्टिकल के लिएस्मृति, GSEA ने 28 सकारात्मक और 29 नकारात्मक रूप से समृद्ध जीन सेट का खुलासा किया। संवर्धन नेटवर्क के विज़ुअलाइज़ेशन से पता चला है कि इन जीन सेटों को पांच अलग-अलग समूहों में बांटा गया था (चित्र 3; संपूर्ण GSEA परिणाम विस्तारित डेटा चित्र में हैं। 3-1), प्रत्येक क्लस्टर के भीतर जीन सेट समृद्ध जीन साझा करते हैं। ये जीन सेट स्मृति से संबंधित पाए गए। सकारात्मक क्लस्टर P1 में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और Fc रिसेप्टर सिग्नलिंग (फर्नांडीज-विजारा एट अल।, 2012; मारिन और किपनिस, 2013) में निहित जीन सेट शामिल थे। P2 को इंटरफेरॉन-गामा सिग्नलिंग (Litteljohn et al।, 2014), P3 को ट्रांसमेम्ब्रेन कैल्शियम आयन ट्रांसपोर्ट में और P4 को एक्टिन फिलामेंट असेंबली (क्रूकर एट अल।, 2000; लैम्प्रेच, 2011) में फंसाया गया था। नकारात्मक क्लस्टर N2 में क्रोमैटिन गतिकी, एपिजेनेटिक विनियमन और प्रतिरक्षा सेल भेदभाव (किम और कांग, 2017) में शामिल जीन सेट शामिल थे।

सबकोर्टिकल के लिएस्मृति, GSEA ने 50 सकारात्मक और 14 नकारात्मक महत्वपूर्ण रूप से समृद्ध जीन सेटों का खुलासा किया। संवर्धन नेटवर्क के विज़ुअलाइज़ेशन से पता चला कि इन जीन सेटों को तीन अलग-अलग समूहों में बांटा गया था (चित्र 4; संपूर्ण GSEA परिणाम विस्तारित डेटा चित्र में हैं। 4-1)। इसी प्रकार, इन जीन सेटों को से संबंधित पाया गयास्मृति. सकारात्मक क्लस्टर P1 को सिनैप्टिक ट्रांसमिशन और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी में फंसाया जाता है। इसमें एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस, न्यूरोट्रांसमीटर स्राव, दीर्घकालिक पोटेंशिएशन (स्टचलिक, 2014), ग्लूटामेट रिसेप्टर सिग्नलिंग और न्यूरॉन प्रोजेक्शन मॉर्फोजेनेसिस (कसाई एट अल।, 2010) में शामिल जीन सेट भी शामिल थे। नकारात्मक क्लस्टर N1 प्रतिलेखन और अनुवाद प्रक्रियाओं (जेरोम और हेल्मस्टेटर, 2014; अल्बेरिनी और कंडेल, 2015) से संबंधित है, और क्लस्टर N2 से ग्लियल सेल और ऑलिगोडेंड्रोसाइट भेदभाव (हर्ट्ज और चेन, 2016; पेपर एट अल।, 2018)।

चित्रा 2. स्थानिक समानता विश्लेषण आउटपुट का एक उदाहरण। शीर्ष-सहसंबद्ध कॉर्टिकल जीन, GRB14 के अभिव्यक्ति स्तर को न्यूरोसिंथ मानचित्र के स्वर-वार प्रासंगिकता के एक कार्य के रूप में देखा जाता हैस्मृतिफ़ंक्शन (जेड स्कोर)। सामान्यीकृत जीन अभिव्यक्ति (y-अक्ष) neuroimaging मानचित्र z स्कोर (x-अक्ष) के विरुद्ध प्लॉट की गई है। प्रत्येक रंगीन प्रतिगमन रेखा छह दाताओं (रंगों) में से प्रत्येक के लिए सबसे उपयुक्त रेखा का प्रतिनिधित्व करती है; प्रत्येक पंक्ति के चारों ओर पारभासी बैंड 95 प्रतिशत विश्वास अंतराल अनुमान का प्रतिनिधित्व करता है।

कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल जेनेटिक प्रोफाइल में अंतर और ओवरलैप की पहचान करने के लिए, हमने अलग-अलग और साझा (1) जैविक प्रक्रियाओं की पहचान की और उनकी विशेषता बताई, जैसा कि संवर्धन मानचित्रों में दिखाया गया है, और (2)स्मृतिजीन (यानी, 1 समृद्ध जीन सेट में पाए जाने वाले सभी जीन; चित्र 1D)। हमने कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल क्षेत्रों के बीच 2.5 प्रतिशत जीन सेट (एन 3) और 9.6 प्रतिशत जीन (एन 135) का कम ओवरलैप पाया (चित्र 5; विशिष्ट और अतिव्यापी जीन की पूरी सूची विस्तारित डेटा में है। {{9 }}). अतिव्यापी जीन प्रोटीन परिवहन, ट्रांसक्रिप्शनल रेगुलेशन, सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी और ग्लूटामेट रिसेप्टर सिग्नलिंग (पेंग एट अल।, 2011; रोसेनबर्ग एट अल।, 2014; अल्बर्टिनी और कंडेल, 2015; तालिका 2; का पूर्ण उत्पादन) की स्मृति-संबंधित प्रक्रियाओं में शामिल थे। विस्तारित डेटाटेबल 2-1) में टॉप-पीजीन से जीन सेट और जीन। इनमें Arp2 / 3 कॉम्प्लेक्स, GABA और AMPA लिगैंड-गेटेड आयन चैनल में शामिल जीन शामिल हैं जो मेमोरी फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं (Gasbarri and Pompili, 2014; Basu et al।, 2016; Takemoto et al।, 2017; विस्तारित डेटा तालिका { {23}})। कोर्टेक्स-विशिष्ट जीन डीएनए की मरम्मत, एपिजेनेटिक विनियमन, प्रतिरक्षा और आईएफएन-सिग्नलिंग (मारिन और किपनिस, 2013; लिटलजॉन एट अल।, 2014; किम और कांग, 2017; होउ एट अल।, 2018) जैसी स्मृति से जुड़ी प्रक्रियाओं में शामिल थे। ; विस्तारित डेटाटेबल 2-1)। सबकोर्टेक्स-विशिष्ट जीन न्यूरोजेनेसिस, डेंड्राइट मॉर्फोजेनेसिस, ग्लियल सेल भेदभाव और माइलिनेशन (हर्ट्ज और चेन, 2016; काओ एट अल।) में शामिल हैं।

चित्रा 3. कॉर्टिकल के लिए समृद्ध नक्शा विज़ुअलाइज़ेशनस्मृति. क्लस्टर को सकारात्मक के लिए पी, नकारात्मक के लिए एन के साथ लेबल किया जाता है। जीन सेट समूहों को से संबंधित पाया गयास्मृति. सकारात्मक क्लस्टर प्रतिरक्षा संकेतन, कैल्शियम परिवहन और एक्टिन फिलामेंट असेंबली से जुड़े थे। नकारात्मक क्लस्टर में क्रोमैटिन गतिकी और एपिजेनेटिक विनियमन में शामिल जीन सेट शामिल थे। जीएसईए प्री-रैंकिंग से पूर्ण आउटपुट के लिए विस्तारित डेटा चित्र 3-1 देखें।

2018; काली मिर्च एट अल।, 2018; विस्तारित डेटाटेबल 2-1)। ध्यान दें कि एक ही जीन सेट कॉर्टिकल-विशिष्ट और सबकोर्टिकल-विशिष्ट जैविक प्रक्रियाओं दोनों में प्रकट हो सकता है। उदाहरण के लिए,स्मृतिजीन सेट दोनों क्षेत्रों में समृद्ध होते हैं, लेकिन प्रत्येक मामले में, जीन सेट संवर्धन अलग-अलग जीन (विस्तारित डेटाटेबल 2-1) द्वारा संचालित होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि विभिन्न जीन प्रासंगिक हो सकते हैं, और इस प्रकार एक ही जैविक प्रक्रिया जीन सेट के लिए संवर्धन को बढ़ा सकते हैं।

कोर डिफरेंशियल रूप से व्यक्त जीन कॉर्टिकल और सबकोर्टिकल से संबंधित हैंस्मृति

शीर्ष की पहचान करने के लिए-10स्मृतिजीन जो सबसे अधिक मानव से जुड़े हुए हैंस्मृतिसमारोहभविष्य की प्रायोगिक जांच के लिए, हमने एलईए (छवि 1 ई; सुब्रमण्यम एट अल।, 2005; डार्बी एट अल।, 2016; फ्लेमिंग और मिलर, 2016) के साथ ऊपर प्राप्त कई जीन सेटों के लिए प्रासंगिक जीन की पहचान की। पिछले काम से पता चला है कि ऐसे जीन जो कई जीन सेटों के संवर्धन को संचालित करते हैं, इस मामले में विश्लेषण किए गए फेनोटाइप से संबंधित होने की अधिक संभावना है, यानी, इस मामले में मेमोरी फ़ंक्शन (सुब्रमण्यम एट अल।, 2005; डार्बी एट अल।, 2016; फ्लेमिंग और मिलर, 2016)। जीएसईए और एलईए का संयोजन पहले संज्ञानात्मक कार्यों (थॉमासेन एट अल।, 2008; एर्सलैंड एट अल।, 2012; ली एट अल।, 2013) के आनुवंशिक हस्ताक्षर की पहचान करने में प्रभावी था, जिसमें एपिसोडिक और वर्किंग मेमोरी (हेक एट अल।) 2014;

लिंक्सिस एट अल।, 2015)। हमने एलईए को ऊपर सकारात्मक और नकारात्मक स्कोरिंग जीन सेटों पर लागू किया, इसके बाद शीर्ष -10 जीन का चयन किया जो जीन सेट के अग्रणी-किनारे वाले उपसमुच्चय में सबसे अधिक बार दिखाई देते हैं। इन जीनों को तब पशु मॉडल साहित्य के साथ मान्य किया गया था, जिसे जीन और मेमोरी फ़ंक्शन (छवि 1F) के बीच की कड़ी का समर्थन करने वाले मजबूत या कमजोर सबूत के रूप में वर्गीकृत किया गया था। मजबूत सबूत में जीन हेरफेर या दवा उपचार अध्ययन शामिल थे, उदाहरण के लिए, जीन नॉक-आउट से स्मृति परिवर्तन होता है। कमजोर साक्ष्य में सहसंबद्ध या कम्प्यूटेशनल अध्ययन शामिल हैं, जैसे कि जीन अपग्रेडेशन जो कि वृद्धि के साथ सहसंबद्ध हैस्मृतिप्रदर्शन।

कॉर्टिकल के लिएस्मृति, 10 में से नौ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध जीनों को पहले में फंसाया गया थास्मृतिसमारोह(तालिका 3; कॉर्टिकल मेमोरी जीन और साहित्य समीक्षा की पूरी सूची विस्तारित डेटाटेबल 3-1, विस्तारित डेटा तालिका में पूर्ण एलईए आउटपुट 3-2)। जीन PRKCD (Etcheberriga-ray et al।, 2004; Conboy et al।, 2009), RAC1 (Haditsch et al।, 2009; Oh et al।, 2010), LIMK1 (Todorovski et al।, 2015), और CDC42 ( किम एट अल।, 2014; झांग एट अल।, 2016) का स्मृति के साथ मजबूत जुड़ाव था। संबंधित नकारात्मक सहसंबद्ध उम्मीदवार जीन के लिए, सभी 10 जीनों के पास स्मृति में उनकी भूमिका का समर्थन करने वाले मजबूत सबूत थे। ये सभी हिस्टोन H4 प्रोटीन को एन्कोडिंग करने वाले जीन थे, जो मेमोरी परफॉर्मेंस (पेलेग एट अल।, 2010) से जुड़े थे। वृद्ध चूहों में हिस्टोन H4 एसिटिलिकेशन के डीरेग्यूलेशन को स्मृति हानि से जोड़ा गया था, और इस विनियमन को बहाल करने से उनकी स्मृति में सुधार हुआ।

चित्रा 4. सबकोर्टिकल मेमोरी के लिए एनरिचमेंट मैप विज़ुअलाइज़ेशन। क्लस्टर को सकारात्मक के लिए पी, नकारात्मक के लिए एन के साथ लेबल किया जाता है। जीन सेट क्लस्टर स्मृति से जुड़े पाए गए। सकारात्मक क्लस्टर सिनैप्टिक ट्रांसमिशन, दीर्घकालिक प्लास्टिसिटी, ग्लूटामेट सिग्नलिंग और न्यूराइट मॉर्फोजेनेसिस से जुड़े थे। नकारात्मक समूहों में प्रतिलेखन और अनुवाद और ग्लियाल सेल भेदभाव में शामिल जीन सेट शामिल थे। जीएसईए प्री-रैंकिंग से पूर्ण आउटपुट के लिए विस्तारित डेटा चित्र 4-1 देखें।

सबकोर्टिकल मेमोरी के लिए, सभी 10 सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध जीनों को पहले मेमोरी फंक्शन (तालिका 4; सबकॉर्टिकल मेमोरी जीन की पूरी सूची और विस्तारित डेटा टेबल में साहित्य समीक्षा 4-1; एलईए के परिणाम विस्तारित डेटाटेबल 4-2) में फंसाया गया था। जीन CDK5, NLGN1, RAB3A, STX1A, SNCA, SYT1, और UNC13A मेमोरी से दृढ़ता से जुड़े थे (फुजीवारा एट अल।, 2006; यांग एट अल।, 2007; लियू एट अल।, 2009; गुआन एट अल।, 2011; कोखान) एट अल।, 2012; बीई एट अल।, 2014; मिशिबा एट अल।, 2014; बोहमे एट अल।, 2019)। नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध उम्मीदवार जीनों में से सात के पास स्मृति में कमजोर सबूत थे। ये राइबोसोमल सबयूनिट्स को कूटने वाले जीन थे, जो बेहतर प्रदर्शन करने वाले कृन्तकों में अलग-अलग व्यक्त किए गए थेस्मृतिप्रदर्शन (वांग एट अल।, 2003; कोंग एट अल।, 2009; विनबश एट अल।, 2012; काट्ज़ और लैम्प्रेच्ट, 2015; ओका एट अल।, 2016; झांग एट अल।, 2018)।