Гены и рост
Поиск генетических факторов, определяющих рост европейцев, подходит к завершению
Елена Клещенко, PCR.news
Завершено одно из крупнейших исследований генетических детерминант роста человека; его результаты опубликованы в Nature. Авторы использовали генетические данные почти 5,4 миллиона человек для поиска вариантов, связанных с различиями в росте, и показали, что достигли «точки насыщения» — большее количество данных не позволит обнаружить новые варианты, по крайней мере, для популяций европейского происхождения. Это новый этап в нашем понимании наследования сложных признаков, отмечает обозреватель Nature.
Некоторые заболевания, такие как муковисцидоз или болезнь Гентингтона, вызваны изменениями в одном или нескольких конкретных генах. Как только эти гены идентифицированы, считается, что причина ясна (хотя могут быть трудности, вызванные, например, неполной пенетрантностью). Для состояний более сложной природы, которые определяются многими факторами, в 2005 году был разработан специальный подход — полногеномный поиск ассоциаций (GWAS). Сравнение геномов большого количества людей позволяет идентифицировать множественные генетические варианты, связанные с различиями по интересующему признаку.
В ранних GWAS обычно участвовало несколько тысяч людей, и такое исследование могло объяснить лишь около 5% различий в росте между людьми. «Отсутствующая наследуемость» — вклад факторов, не обнаруживаемых GWAS на ранних этапах, — включала редкие варианты, межгенные взаимодействия, небольшие эффекты отдельных вариантов, которые тем не менее значимы. Возникал принципиальный вопрос, возможно ли получить полную картину генетики сложного признака.
Рост человека в значительной мере наследуется, и этот признак просто измерить количественно (в отличие от интеллекта или предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям), поэтому генетика роста активно изучается. Анализ около 250 000 человек, проведенный консорциумом Genetic Investigation of Anthropometric Traits (GIANT) в 2014 году, выявил около 700 вариантов, связанных с ростом, которые, как считалось, объясняют около 36% наследуемости признака. Метаанализ 2018 года, охвативший данные около 700 000 человек, обнаружил 712 локуса, связанным с ростом.
Сейчас в тысячах GWAS исследуются миллионы человеческих геномов. Авторы нового исследования задались вопросом, может ли большой размер выборки выявить недостающую наследуемость. В 281 GWAS консорциума GIANT и компании 23andMe, которые они использовали, были преимущественно представлены данные людей европейского происхождения (4 миллиона из 5,4).
Найденные авторами 12 111 вариантов однонуклеотидных замен (SNP) сгруппированы в сегменты, покрывающие 21% генома. Например, 25 SNP, связанных с ростом, локализованы в пределах 100 т.п.н. друг от друга на хромосоме 15 рядом с геном ACAN, мутации в котором были найдены при синдромах низкорослости и скелетной дисплазии.
Согласно предыдущим оценкам, наследуемость, которая в принципе объясняется всеми вариантами, обнаруживаемыми с помощью GWAS, может достигать 50%. И действительно, идентифицированные авторами SNP могут объяснить более 40% вариаций в росте.
Таким образом, возможности GWAS в изучении генетики роста почти исчерпаны, по крайней мере, для европейских популяций. Этот важный результат мотивирует достижение «насыщения» по другим признакам и заболеваниям, а затем идентификацию генов, лежащих в основе этих ассоциаций, и выяснение механизмов их действия.
Это исследование, как и другие GWAS, не полностью охватило генетические вариации человека, в частности, не исследовано огромное генетическое разнообразие Африки. Для участников африканского происхождения из США и Соединенного Королевства идентифицированные генетические варианты могут объяснить только 5–12% различий в росте (по сравнению с 40% у людей европейского происхождения). Как не раз отмечалось, необходимы исследования, которые в полной мере отражают генетическое разнообразие всех популяций человека.
Статья Yengo et al. A saturated map of common genetic variants associated with human height опубликована в журнале Nature.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru