Genetic factors of age-related decline in cognitive performance  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81466
Type K
Principal investigator Sasvári, Mária
Title in Hungarian A kognitív teljesítmény kor-függő csökkenésének genetikai faktorai
Title in English Genetic factors of age-related decline in cognitive performance
Keywords in Hungarian kognitív, reakció idő, polimorfizmus, dopamin, útvonal analízis
Keywords in English cognitive. reaction time, polymorphism, dopamine, pathway analysis
Discipline
Genomics, comparative genomics, functional genomics (Council of Medical and Biological Sciences)60 %
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent Dept. of Molecular Biology (Semmelweis University)
Participants Antal, Péter
Barta, Csaba
Keszler, Gergely
Kovács-Nagy, Réka
Nemoda, Zsófia
Rónai, Zsolt
Székely, Anna
Starting date 2010-02-01
Closing date 2014-01-31
Funding (in million HUF) 38.157
FTE (full time equivalent) 6.00
state closed project
Summary in Hungarian
Közismert, hogy a kor előrehaladtával romlanak egyes kognitív funkciók, pl. lassul a reakció, romlik a memória. A szakirodalom elsősorban a kóros elváltozásokkal (pl. Alzheimer kór) foglalkozik, pedig napjainkban az egészséges öregedés folyamatának megértése egyre inkább előtérbe kerül, így kulcsfontosságú a kognitív változások öröklött tényezőinek megismerése is.
Hipotézisünk szerint a korfüggő változások jelentős egyedi variabilitása hozzásegíthet a kognitív funkciók genetikai hátterének jobb megismeréséhez, ezért célul tűztük ki 700, széles korcsoportba tartozó, klinikai kezelés alatt nem álló személy pszichogenetikai vizsgálatát. A munka megvalósításának fő eszközei: (1) standardizált kognitív feladatok kvantitatív paramétereinek mérése; (2) a génexpresszió szabályozásában feltételezhetően szerepet játszó polimorfizmusok kiválasztása; (3) az így létrehozott SNP szettek nagy hatékonyságú tesztelése Open Array (SNP chip) segítségével; (4) kiértékelés a multiplex genetikai vizsgálatokat optimálisan kezelő bioinformatikai eszközökkel; (5) a génvariánsok feltételezett szerepének igazolása molekuláris biológiai módszerekkel.
Munkánk során olyan genetikai faktorokat kívánunk azonosítani, melyek jelentős szerepet játszanak a kognitív teljesítményben, illetve ennek életkor-függő romlásában. Eredményeink olyan kognitív endofenotípusok azonosítását teszik lehetővé, melyek alkalmazhatóak az egészséges időskori változások genetikai alapjait feltáró nemzetközi projektekben.
Summary
Age-related cognitive decline is manifested in slower reactions and memory deficit for example. Traditionally clinical cases, such as dementia of the Alzheimer’s type are in the focus of the aging literature, but nowadays understanding the progression of cognitive changes and it’s inherited components in healthy aging is becoming a central issue.
We hypothesize that the substantial individual variability in age-related cognitive changes can promote a better understanding of the genetic factors in the background of this process. Therefore we plan to carry out psychogenetic investigation of 700 non-clinical subjects from a wide age-range. Methods to be implied: (1) measuring quantitative parameters of standardized cognitive tasks; (2) selection of polymorphisms with putative role of regulation of gene expression; (3) high throughput genotyping of the developed SNP sets with Open Array platforms; (4) evaluation using bioinformatic methods optimized for multiple genetic studies; (5) verifying the putative function of gene variants by molecular biological tools.
As a result of the work proposed here we aim to identify genetic factors that play a crucial role in shaping cognitive performance, and its decline with age. Our results will establish endophenotypes to be used in future studies investigating the genetic background of healthy aging.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekt során egy széles korcsoportú, klinikai kezelés alatt nem álló személyek (1500 fő) pszichológiai jellemzőit (kérdőíves vizsgálatok és kognitív tesztek) és DNS mintáit tartalmazó biobankot hoztunk létre. A genetikai vizsgálatok nagyrészt alacsony denzitású mikroarray rendszerrel történtek, melyek kiértékelését továbbfejlesztettük, s az eljárást szabadalmaztattuk. A pszichogenetikai asszociációanalízisek során a klasszikus statisztikai módszerek mellett többváltozós oksági elemzésen alapuló (Bayes-i) modellt is alkalmaztunk. A kérdőíves vizsgálatokkal kapott legfontosabb eredményeink: (1) kimutattuk a SNAP-25 gén mikroRNS kötőhely variánsainak szerepét az impulzivitás vonatkozásában; (2) összefüggést találtunk a HTR2A és a WFS1 gén mikroRNS kötőhely polimorfizmusai és az agresszió jelzőszámai között; (3) a szorongás új kandidáns génként azonosítottuk a GDNF-et. A számítógépes kognitív feladatokkal kapott legfontosabb eredmények: (1) A dopamin D4-es receptor 3. exonjában található ismétlési polimorfizmus (DRD4 VNTR) szignifikáns hatást mutatott a kognitív tesztekben mért válaszadási sebességre; (2) a Stroop tesztben mért kognitív teljesítmény (hibázási arány és reakcióidő) elsősorban azoknál az idősebb személyeknél romlott, akik az ABCA1 gén (egy agyi koleszterin pumpa) rs1800977 A allélját hordozták. Ezek az eredmények hozzásegíthetnek az időskori kognitív funkció-csökkenés mechanizmusának megértéséhez és prevenciójához.
Results in English
A biobank of non-clinical subjects from a wide age-range (N=1500) with DNA samples and psychological characterization (questionnaires and cognitive tasks) has been established. Genetic studies were made mostly by low density microarray. A specific software was developed and patented for the reliable evaluation of genotypes. Psychogenetic associations were calculate both by classical statistical methods and Bayesian network based multilevel analysis. The most important results obtained by questionnaires: (1) an association was found between impulsivity and the microRNA binding site polymorphisms of SNAP-25 gene; (2) microRNA binding site polymorphisms of HTR2A and WFS1 genes were shown to influence aggressiveness; (3) the GDNF gene was shown as a novel candidate gene of anxiety. Results obtained by computer-directed cognitive tasks: (1) The repeat polymorphism in the dopamine D4 receptor gene (DRD4 VNTR) was shown to affect the reaction time of cognitive tasks; (2) Age-related cognitive decline as measured by cognitive performance in the Stroop task (mistakes and reaction time) was characteristic for carriers of the A allele of rs1800977 in the ABCA1 gene (a cholesterol-pump in the brain). These results widen our understanding of mechanisms related to cognitive decline in the elderly and provide important data for prevention.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81466
Decision
Yes





 

List of publications

  
Székely A, Katonai Enikő R, Kotyuk E, Sasvari-Székely M: Új kandidáns gének a kognitív funkciók genetikai hátterének kutatásában, Magyar Pszichológiai Társaság XXII. Országos Tudományos Nagygyűlése Budapest, 2013. június 5-7., 2013
Ronai Z, Kovacs-Nagy R, Szantai E, Elek Z, Sasvari-Szekely M, Faludi G, Benkovits J, Rethelyi JM, Szekely A.: Glycogen synthase kinase 3 beta gene structural variants as possible risk factors of bipolar depression., Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. Published online: 21 FEB 2014 | DOI: 10.1002/ajmg.b.32223, 2014
Temesi G, Bolgár B, Arany Á, Szalai C, Antal P, Mátyus P.: Early repositioning through Compound Set Enrichment Analysis: A knowledge recycling strategy,, Future Medicinal Chemistry, in press, 2014
Németh N, Kovács-Nagy R, Székely A, Sasvári-Székely M, Rónai Z.: Association of impulsivity and polymorphic microRNA-641 target sites in the SNAP-25 gene., PLoS One. 8(12):e84207., 2013
Kotyuk E, Keszler G, Nemeth N, Ronai Z, Sasvari-Szekely M, Szekely A: Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF) as a Novel Candidate Gene of Anxiety., PLOS ONE 8: (12) e80613, 2013
Varga G, Szekely A, Antal P, Sarkozy P, Nemoda Z, Demetrovics Z, Sasvari-Szekely M: Additive effects of serotonergic and dopaminergic polymorphisms on trait impulsivity, AM J MED GENET B 159 B: (3) 281-288, 2012
Szekely A, Balota DA, Duchek JM, Nemoda Z, Vereczkei A, Sasvari-Szekely M.: Genetic factors of reaction time performance: DRD4 7-repeat allele associated with slower responses, Genes Brain Behav. 10: 129–136, 2011
Kovacs-Nagy R, Sarkozy P, Hu J, Guttman A, Sasvari-Szekely M, Ronai Z: Haplotyping of putative micro-RNA binding sites in the SNAP-25 gene, Electrophoresis 32, 2013-2020, 2011
Katalin Varga, Zoltán Németh, Anna Szekely.: Lack of correlation between hypnotic susceptibility and various components of attention., Consciousness and Cognition 20, 1872–1881., 2011
Nemoda Z, Szekely A, Sasvari-Szekely M: Psychopathological aspects of dopaminergic gene polymorphisms in adolescence and young adulthood, Neurosci Biobehav Rev, 2011, 35(8):1665-86, 2011
Varga G, Szekely A, Antal P, Sarkozy P, Nemoda Z, Demetrovics Z, Sasvari-Szekely M: Additive effects of serotonergic and dopaminergic polymorphisms on trait impulsivity, Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet 159B(3), 281-288., 2012
Katonai RE, Szekely A, Sasvari-Szekely M: [Effect of dopaminergic and serotonergic gene variants on cognitive performance], Neuropsychopharmacol Hung, 2011
Varga G, Szekely A, Sasvari-Szekely M: Candidate gene studies of dopaminergic and serotonergic polymorphisms, Neuropsychopharmacol Hung. 2011 Jun;13(2):93-101., 2011
Sarkozy P, Marx P, Millinghoffer A, Varga G, Szekely A, Nemoda Z, Demetrovics Z, Sasvari-Szekely M, Antal P: Bayesian data analytic knowledge bases for genetic association studies., In:Arjen Hommersom, Peter Lucas (szerk.) The 13th Conference on Artificial Intelligence in Medicine (AIME’11): Probabilistic Problem Solving in BioMedicine.Bled, Szlové, 2011
Nanasi T, Katonai RE, Sasvari-Szekely M, Szekely A.: A Stroop teszt genetikai vonatkozásai., Neuropsychopharmacol Hung. 2012 Dec;14(4):252-8., 2012
Bence M, Koller J, Sasvari-Szekely M, Keszler G.: Transcriptional modulation of monoaminergic neurotransmission genes by the histone deacetylase inhibitor trichostatin A in neuroblastoma cells., J Neural Transm. 2012 Jan;119(1):17-24., 2012
Sasvari-Szekely M, Elek Z, Szekely A, Ronai Z, Nemoda Z, Nanasi T.: Multi-candidate Association Analysis of Aggression, XXth Wordl Congress of Psychiatric Genetics, Oct 4-8, Hamburg, Germany, 2012
Szekely A, Katonai ER, Zsofia, Horvath Z, Sasvari-Szekely M.: Association of DRD4_VNTR and Performance in Speeded Tasks., XXth Wordl Congress of Psychiatric Genetics, Oct 4-8, Hamburg, Germany, 2012
Kotyuk E, Elek Z, Ronai Z, Sasvari-Szekely M, Szekely A.: Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF) and Mood Characteristics: An Association Study Among Healthy Adults., XXth Wordl Congress of Psychiatric Genetics, Oct 4-8, Hamburg, Germany, 2012
Nemoda Z, Szekely A, Sasvari-Szekely M: Psychopathological aspects of dopaminergic gene polymorphisms in adolescence and young adulthood, NEUROSCI BIOBEHAV R 35: (8) 1665-1686, 2011
Szekely A, Balota DA, Duchek JM, Nemoda Z, Vereczkei A, Sasvari-Szekely M: Genetic factors of reaction time performance: DRD4 7-repeat allele associated with slower responses., GENES BRAIN BEHAV 10: (2) 129-136, 2011
Varga G, Halmai Z, Sasvári-Székely M, Veres-Székely A.: Dopaminerg és szerotonerg rizikógének az impulzivitás és az agresszió hátterében., Magyar Pszichológiai Társaság XIX. Országos Tudományos Nagygyűlése, Pécs 2010. május 27-29, 2010
Sárközy P., Antal P., Balázs Z., Sasvári M., Szalai Cs., Falus A.: A bizonytalan genotípusos és in silico rekonstruált haplotípusos adatok elemzésének lehetőségei modell átlagolással, Magyar Biokémiai Egyesület 2010. évi Vándorgyűlése, Budapest, 2010. augusztus 25-28., 2010
Kovács-Nagy R, Nagy G, Hu J, Rónai Z, Somogyi A, Sasvári-Szélely M.: A SNAP25 gén két polimorf miRNS kötőhelyének haplotípus elemzése, Magyar Biokémiai Egyesület 2010. évi Vándorgyűlése, Budapest, 2010. augusztus 25-28., 2010
Sasvári-Székely M., Kovács-Nagy R., Székely A., Elek Z., Rónai Z.: Új targetek a pszichogenetikában., Magyar Humángenetikai Társaság VIII. Kongresszusa, Debrecen, 2010. szeptember 2-4., 2010
Székely A., Varga G., Katonai E.R., Sasvári-Székely M.: Kognitív feladatok reakcióidejének kandidáns génvizsgálata, Magyar Humángenetikai Társaság VIII. Kongresszusa, Debrecen, 2010. szeptember 2-4., 2010
Székely Anna, Sasvári-Székely Mária: Pszichogenetika., Magyar Klinikai Neurogenetikai Társaság IX. Konferenciája, 2010. december 3.-4, Esztergom., 2010
Sarkozy P, Marx P, Millinghoffer A, Varga G, Szekely A, Nemoda Z, Demetrovics Z, Sasvari-Szekely M, Antal P: Bayesian data analytic knowledge bases for genetic association studies., In: Arjen Hommersom, Peter Lucas (szerk.) The 13th Conference on Artificial Intelligence in Medicine (AIME’11), Bled, Szlovénia, 2011.07.02-2011.07.06. pp. 55-66. Paper 6, 2011



Back »