Статьи

 

Перевод заметки Абделя Абделлауи – генетика из медицинского центра Амстердамского университета, который принимал участие в широком спектре исследований по генетике сложных признаков.

 

Полногеномные ассоциативные исследования позволяют нам соотносить генетические различия с определёнными поведенческими чертами. Не существует одного гена, который бы объяснял человеческое поведение. Скорее, поведение возникает из-за сложного взаимодействия многих генов, каждый из которых играет лишь небольшую роль. Несмотря на это, общество должно быть осторожным, поскольку мы узнаем больше о поведенческой генетике. Гены, которые повышают риск развития зависимости от алкоголя, как правило, повышают риск одиночества. Гены, которые повышают риск аутизма, увеличивают шансы на более высокий IQ. Гены, которые увеличивают риск анорексии, увеличивают шансы получить высшее образование.

 

Жизнь процветает с разнообразием, так как разнообразие дает природе что-то на выбор, обеспечивая гибкость для адаптации к изменениям. Различия между людьми кажутся бесконечными, как по внешнему виду, так и по поведению. Различия между людьми во многом обусловлены нашей гибкой природой, которая позволяет нам адаптироваться к широкому спектру потенциальных траекторий жизни, а отчасти из-за установленных размеров вариаций нашего биологического фундамента, тщательно сформированного руками времени.

 

Исследования ассоциаций по всему геному

 

Четыре миллиарда лет естественного отбора создали сверх механизм, который есть у каждого из нас в закодированном виде в большей части ДНК, а также тщательно отобранное пространство для вариаций, закодированное в меньшинстве различий ДНК. Если бы 3,2 миллиарда нуклеотидов нашей ДНК вписались в 300-страничную книгу, различия между двумя случайными людьми едва составили бы две страницы. Многолетние исследования близнецов и семей продемонстрировали, что значительная часть различий в поведении человека связана с некоторыми крошечными различиями на этих двух страницах.

 

Трудно раскрыть эволюционные истории, стоящие за этими различиями, но это, вероятно, помогло бы сначала выяснить, как эти генетические различия точно порождают разнообразие в нашем поведенческом репертуаре. Последние достижения в области генетических исследований позволяют нам связать конкретные нуклеотиды ДНК на этих двух страницах со сложными поведенческими паттернами. Исследования, которые связывают генетические вариации на молекулярном уровне со сложными чертами, называются полногеномными ассоциативными исследованиями (GWAS). В GWAS миллионы нуклеотидов одной ДНК тестируются один за другим, чтобы количественно оценить их связь с наиболее сложными чертами человека, включая поведение.

 

Мы с профессором Карин Вервей недавно опубликовали статью в Nature Human Behavior, в которой мы рассмотрели то, что мы узнали из GWAS о поведении человека и какие шаги нам нужно предпринять, чтобы узнать больше. Здесь я обобщу некоторые основные моменты из нашей статьи и поразмышляю об их социальной значимости.

 

Многие гены с крошечными эффектами

 

За последнее десятилетие или около того мы смогли связать тысячи генетических вариантов с поведенческими чертами человека, включая личность, образование, когнитивные функции, сексуальность и психическое здоровье. Влияние этих генетических вариантов на поведение, по отдельности, очень слабое. По оценкам близнецовых и семейных исследований, в среднем около половины индивидуальных различий в поведенческих исходах обусловлены генетическими различиями, что означало бы, что для учета этих оценок наследуемости потребуются десятки тысяч генетических вариантов.

 

Крошечные эффекты отдельных генетических вариантов трудно оценить, если не изучены необычно большие группы. В типичном GWAS мы изучаем миллионы вариантов ДНК у сотен тысяч людей. Сумма этих небольших эффектов может быть использована для прогнозирования у людей генетического риска для любого состояния. Предсказательная сила ДНК растет по мере роста размера выборки в наших исследованиях, но мы все еще очень мало понимаем природу этих прогнозов.

 

Вероятно, нет генов, которые непосредственно влияют на сложные поведенческие акты. Вместо этого многие небольшие генетические эффекты проходят через многие каскады в основном неизвестных биологических процессов, которые реагируют на физическую и социальную среду, в которой живут люди, и влияют на неё.

 

Прежде чем мы позволим предсказаниям на основе ДНК использоваться в медицине или других областях жизни с непредсказуемыми последствиями, такими как отбор эмбрионов или отбор партнера, важно сначала инвестировать в лучшее понимание природы взаимосвязи между генетическими различиями и поведенческими результатами.

 

Все взаимосвязано

 

Физическое тело, которое несет в себе наш зарождающейся разум и поведение, состоит из множества сложных и взаимосвязанных систем. Изменение одной его части обязательно повлияет на несколько других. Это видно на уровне генов: генетические эффекты часто распределяются между различными поведенческими результатами систематически. Гены, которые повышают риск развития зависимости от алкоголя, как правило, повышают риск одиночества. Гены, которые повышают риск аутизма, увеличивают шансы на более высокий IQ. Гены, которые увеличивают риск анорексии, увеличивают шансы получить высшее образование.

 

Эти общие генетические эффекты широко распространены среди поведенческих фенотипов. Генетические эффекты, которые мы оцениваем, отражают лоскутное одеяло нескольких основных поведенческих исходов. Хотя многие стремятся использовать эти генетические эффекты для погружения в биологию поведения, мы утверждаем, что сначала нам нужно приложить больше усилий для рассеивания этих генетических эффектов в их подкомпонентах.

 

Например, что касается уровня образования, то недавно мы разделили часть генетических эффектов, связанных с IQ, которая составляет 43 процента, и часть, не связанную с IQ, составляющую оставшиеся 57 процентов. Мы еще не уверены, что именно влечет за собой оставшиеся 57 процентов, но мы видим, что эти гены увеличивают риск шизофрении и биполярного расстройства. Это может быть связано с тем, что люди с более высоким генетическим риском шизофрении или биполярного расстройства, как правило, более креативны и более открыты для новых впечатлений.

 

Эти общие генетические эффекты учат нас многому о генетической архитектуре человеческого поведения, а также заставляют нас понять, что трудно выбрать одну черту, не влияя на многие другие. Это веский аргумент против использования ДНК для прогнозирования генетики вашего потомства путем выбора эмбрионов – услуги, которую, к сожалению, некоторые компании уже начали предлагать.

 

Поведенческая генетика является спорной

 

Наибольшая доля общих генетических эффектов наблюдалась между уровнем образования и доходом. Об этих ассоциациях сообщалось в отдельных публикациях, и генетическое воздействие на каждую из них примерно одинаково. Обе публикации получили большое внимание в средствах массовой информации и в социальных сетях. В то время как реакция на статью о получении образования была в основном положительной, публикация о генетическом влиянии на доход была встречена в основном с критикой.

 

Эти противоположные реакции на один и тот же генетический сигнал могут быть связаны с тем, что доход более тесно связан в сознании людей с социальным неравенством. Попытка объяснить социальное неравенство с точки зрения чего-то, может вселить страх, что наука используется неправильно – чтобы оправдать положение маргинализированных групп. Вместо этого эти молекулярно-генетические эффекты помогают прояснить несправедливость, присущую тому, как мы организуем наши общества.

 

Более пристальный взгляд на эти генетические эффекты показывает, что они тесно взаимодействуют с окружающей средой. Наши первоначальные исследования имели много ограничений, потому что эти переменные сильно коррелируют между собой. Когда ваши гены предрасполагают вас к высшему образованию, это означает, что ваши родители также несут эти гены и, таким образом, с большей вероятностью также будут иметь высшее образование, предоставляя им лучшие ресурсы (деньги), чтобы растить вас с лучшей средой. Если вы рождаетесь с генами, которые облегчают вам обучение, это также увеличит шансы на переезд в более богатый район с более здоровыми условиями жизни. Эти «двойные преимущества» и «двойные недостатки» заставляют нас ошибочно принимать влияние систематических социальных недостатков на генетические эффекты, завышая оценки наследственности.

 

Эти корреляции между генами и окружающей средой были недавно обнаружены при изучении ДНК людей, которые были исключительно белого европейского происхождения. Систематические различия в воздействии на окружающую среду, вероятно, гораздо хуже между различными этническими группами, что ставит под сомнение претензии белых расистов, которые любят использовать эти завышенные оценки наследственности для поддержки своих генетических объяснений социально-экономических различий в группах.

 

Выводы

 

После двух десятилетий чтения человеческих геномов мы все еще только царапаем их поверхность. Мы только начинаем анализировать часть общей наследственности, которую мы в настоящее время можем оцифровывать с помощью молекулярно-генетических данных. Большая часть человечества по-прежнему недопредставлена в наших исследованиях, что затрудняет выдвижение более общих заявлений. В нашей статье в журнале Nature Human Behavior мы более подробно описываем какие шаги нам нужно предпринять относительно наших методах и стратегий сбора данных, чтобы лучше понять различия в нашей ДНК.

 

Перевод: Касьянов Е. Д.

 

Источник