作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2020/11/4 20:55:43
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科学家揭晓谜团:基因如何控制人类身高

 

一个人的身高在很大程度上受DNA影响,科学家正在研究影响这一性状的基因变异。 图片来源:ANTONIO_DIAZ/ISTOCK

身高在很大程度上取决于DNA。同卵、异卵双胞胎研究表明,高达80%的身高差异是由基因决定的,但事实上研究人员基本没有发现与之相关的基因。

据《科学》报道,近日,澳大利亚昆士兰大学Loc Yengo研究团队在美国人类遗传学年会上展示了一项有史以来规模最大的、具有里程碑意义的研究成果。该研究收集了400万人的基因组数据,并鉴定出近10000个DNA标记,这些标记似乎完全解释了“遗传性缺失”的部分对身高的影响,至少对欧洲血统的人来说是这样。

“这是一个真正的里程碑。”澳大利亚加文医学研究所Daniel MacArthur说。

如果这些缺失的遗传因素对其他性状和疾病的贡献能够被识别出来,并延伸到其他血统中,研究结果就可以“为新的生物学和个性化医疗做出贡献”。例如,遗传学家可以通过基因组扫描更准确地评估人们的患病风险。

“遗传性缺失”之谜可以追溯到21世纪初,当时研究人员开始使用新工具扫描人类基因组,寻找与疾病和性状相关的共同标记。他们希望这些全基因组关联分析(GWAS)的结果能够与双胞胎和家庭遗传学的证据相匹配,比如在富裕国家基因对身高的压倒性影响,而不是饮食或儿童感染等环境因素。

但事实证明,每一个被识别的标记,可能在相关基因中或仅在相关基因附近,只对某种性状或疾病风险有轻微影响,把它们合并起来也并不能解决问题。就身高而言,前40个DNA标记只能解释5%的身高变异。

Yengo研究小组负责人Peter Visscher认为,这在一定程度上是为了找到更多影响很小的共同变异,他估计这种变异应该占身高遗传成分的40%~50%。然而,要想找出微弱的信号,就需要研究大量人群的DNA。

2018年,Visscher团队和全球联盟GIANT的成员收集了70万人的DNA数据,发现了3300个共同标记,可以解释25%的身高变异。通过对201项GWAS中410万名参与者的DNA进行研究,GIANT发现共有约9900个共同标记,占变异的40%,另外10%的身高变异是由附近的其他标记和可能的共同遗传而来。

这仍低于双胞胎研究预测的80%。但去年,Visscher研究小组利用少数人的全基因组测序数据证明,只有不到1%的人携带的罕见变异可以解释另外30%的身高变异。

一些遗传学家认为,一旦有足够多的人进行DNA扫描,遗传差异就可以被填补。“这是意料之中的。”美国纽约大学Aravinda Chakravarti说。问题仍然是,很少有与身高相关的DNA标记与能明显改变性状的特定基因相关联。美国哥伦比亚大学David Goldstein说:“从生物学的角度来看,这些基因基本上还没有被发现。”

Yengo的新发现为追踪这些基因带来了希望。但一些科学家对这项研究有所怀疑,因为该研究只确定了与影响身高的基因有关的标记,而不是基因。但不可否认,这仍然是一项具有里程碑意义的研究。

 
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