Аннотация:
Новое исследование показывает, что на некоторых людей с крайними концами распределения человеческих характеристик, таких как люди с аномально высоким или низким уровнем холестерина, аномальным уровнем сахара в крови, ростом значительно выше или ниже среднего, а также с аномально ранним или поздним возрастом менопаузы, могут влиять не тысячи небольших генетических эффектов, а несколько редких генетических вариантов с мощным влиянием. Полученные данные открывают новые направления для понимания механизмов многих распространенных заболеваний.
В течение долгого времени научное сообщество считало, что наиболее распространенные характеристики человека являются «полигенными чертами», то есть они формируются в результате взаимодействия большого количества общих генетических вариаций, причем каждая вариация оказывает лишь минимальное влияние. Однако группа исследователей из Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке обнаружила, что эта теория может быть применима не ко всем, особенно к тем, кто находится на любом конце распределения признаков.
Руководитель исследования Пол О'Рейли заявил, что традиционная точка зрения состоит в том, что характеристики человеческого тела формируются тысячами небольших генетических изменений, но результаты исследования показывают, что на некоторых крайних людей могут влиять лишь несколько редких генетических вариаций, и биологические эффекты этих вариаций намного сильнее, чем обычные генетические вариации. Исследователи полагают, что если такие группы удастся выявить, врачи смогут обеспечить более целенаправленные профилактические меры и варианты лечения в будущем.
Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature. Исследовательская группа проанализировала 74 количественные характеристики человека, включая уровень холестерина, уровень сахара в крови, гемоглобин, частоту сердечных сокращений, вес, рост и возраст наступления менопаузы. Данные, использованные в исследовании, взяты из крупных медицинских и генетических баз данных, таких как Британский биобанк и американский исследовательский проект «Все мы».
Исследователи сосредоточились на главном вопросе: когда физиологические показатели человека находятся на чрезвычайно высоких или низких значениях, изменится ли лежащий в основе этого генетический механизм. Анализ показал, что вероятность того, что эти крайние люди являются носителями высокоэффективных редких вариантов, была значительно выше, чем у населения в целом, и этих вариантов было достаточно, чтобы оказать большее биологическое воздействие.
Это открытие также подтверждается теорией эволюционной биологии. Исследовательская группа отметила, что генетические варианты, которые доводят человеческие характеристики до крайности, иногда снижают индивидуальную жизнеспособность или репродуктивный успех, поэтому естественный отбор имеет тенденцию снижать их частоту в популяции. По этой причине такие генетические мутации часто встречаются редко, несмотря на их огромное влияние.
Чтобы проверить эту гипотезу, исследовательская группа разработала два набора методов статистического анализа. Один метод основан на генетических данных всей популяции, а другой метод уменьшает влияние факторов окружающей среды путем сравнения различий между братьями и сестрами. Оба метода привели к схожим выводам, что еще больше повысило достоверность результатов.
Исследователи заявили, что этот результат показывает, что люди с экстремальными значениями характеристик человеческого тела могут иметь иную генетическую структуру, чем обычные люди. В будущем ученые надеются использовать это открытие для более точного выявления людей с высоким риском развития диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и других заболеваний, а также для дальнейшего поиска биологических путей, играющих ключевую роль в развитии заболеваний. Исследовательская группа полагает, что понимание генетических механизмов, лежащих в основе экстремальных характеристик человека, не только поможет выявить коренные причины сложных заболеваний, но также может способствовать развитию точной медицины, постепенно переводя медицинское вмешательство от общей модели для населения к точным стратегиям профилактики и лечения, адаптированным в соответствии с личными генетическими рисками.
Комментарии