生物学者は大規模な遺伝子研究の利点に疑問を投げかけています

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生物学者は大規模な遺伝子研究の利点に疑問を投げかけています
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Anonim
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スタンフォード大学の遺伝学者は、遺伝形質または疾患と一塩基多型との関連を見つけることを目的とした大規模な遺伝学研究の価値が誇張されている可能性があることを示唆しています。科学者は、これまで以上に多くの患者のサンプルを分析することにリソースを費やす代わりに、細胞内調節ネットワークの解読に集中することを提案しています。記事はジャーナルCellに掲載され、著者のコメントはNatureのメモに記載されています。

Genome-Wide Association Studies(GWAS)は、形質と遺伝子マーカーの間のリンクを確立する一連の遺伝子研究です。後者は、ほとんどの場合、一塩基多型(SNP-一塩基多型)、つまり、集団(1パーセント以上の人々)で非常に頻繁に発生するDNA配列の変異体によって演じられます。研究は、特定の特性を持つ人々のグループのゲノム、または任意の病気に苦しんでいる人々のゲノムを対照グループと比較することに基づいています。 2つのグループにおける特定の変異体の発生頻度の統計的処理に基づいて、変異体X(たとえば、遺伝子配列のヌクレオチドA)は特性Y(たとえば、肥満)に関連していると結論付けられます。

このような研究は、DNA配列分析の利用可能性が高まるにつれて広まり、過去10年間で勢いを増しています。遺伝的関連のトピックに関する最初の記事で数百人のサンプルが分析された場合、2017年には適切なサンプルサイズは20万以上と見なされます。たとえば、2型糖尿病に関するオックスフォード大学の研究には100万人が関わっています。このような量のデータは、結論の信頼性を高め、より多くの遺伝的変異を説明するために必要です。

大規模な研究により、貴重なデータが豊富に得られました。肝臓での薬物の代謝に関与するタンパク質のさまざまな変異体は、患者が薬物に対して異なる反応を示す可能性があり、場合によっては用量を個別に変える必要があることを医師に示唆しています。他の研究では、例えば、遺伝性肥満の発症に対する中枢神経系の寄与を考慮に入れるなど、疾患の発症のメカニズムを明らかにすることが可能になりました。

ただし、遺伝的関連の明らかな利点にもかかわらず、それらの結果を解釈することはしばしば困難です。検出されたバリアントのほとんどは、統計的に有意ではありますが、特定の特性との関係が非常に弱いです。接続の存在から、遺伝子Xが形質Yに影響を与えるメカニズムにはまだ従いません。多くの場合、Xは、一見、Yにまったく属さない要因を指します。大まかに言えば、大規模な研究は、 「すべてがすべてに影響を与える」という結論に。

スタンフォード大学の遺伝学者は、ゲノムワイド関連解析を批判的に検討し、このトピックに関する公開された研究のいくつかを再分析しました。たとえば、身長などの複雑な特性の遺伝学に関する2014年の研究からのデータを取得すると、信頼できる関係は3%しか確立できませんが、著者はすべての人間の多型の62%が何らかの形で成長に関連していることを発見しました。各多型は条件付きで1.5ミリメートルの成長に貢献します。

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多型(SNP)と成長の関連。 X軸では、バリアントと機能の間の接続の信頼性を反映する値(小さいほど良い)。

遺伝学者はまた、統合失調症と2つの自己免疫遺伝性疾患(関節リウマチとクローン病)のデータも調べました。 3つの疾患すべてについて、特定の組織(統合失調症のニューロンおよび自己免疫疾患の免疫器官)における遺伝子発現の変化との遺伝的関連があります。しかし、科学者たちは、特定の組織ではなく、単にゲノムの活発に機能している領域に位置する多型が、これらの障害の遺伝学に大きく貢献していることを発見しました。

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個々の組織、または一般に、ゲノムの活発に読み取られた領域での遺伝子発現に影響を与える多型の寄与を反映するグラフ。

したがって、特定の遺伝的変異の寄与は、ほとんどの場合間接的です。たとえば、多型は数百の遺伝子を制御する調節複合体の働きに影響を与える可能性があり、それらのいくつかはすでに病気や他の症状に直接関連している可能性があります。このことから、記事の著者は、実際にはすべてがすべてに影響を与えることを認識し、「マルチジェニック」特性の概念から「ユニバーサル」概念に移行することを提案しています。すでに収集されたデータを解釈するには、細胞内調節ネットワークの分析に焦点を当てる必要があり、新しい、さらに大規模な研究を実施しないでください。これが、バリアントXが形質Yに関連している理由を理解し、実際的な結論を引き出す唯一の方法であると遺伝学者は信じています。

研究の著者は、多因子形質の場合、遺伝子マーカーの寄与を個別に考慮することはできないことを思い出させます。それらは、多くの小さな変更の合計としてのみ価値があります。生殖行動や知性などの複雑な特性を備えたゲノムワイド関連解析の検索が進行中です。

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