Nature：破解遺傳性缺失之謎

日期：2013-02-27 09:03:27

盡管無數科研人員在經年累月地進行研究，但人們還是未能找到許多人類疾病和特征背后的遺傳因素，例如身高等家族特征和二型糖尿病患病風險。這一現象被稱為“遺傳性缺失”（missing heritability）。

然而，普林斯頓大學的研究人員發現，至少對于酵母來說“遺傳性缺失”可能并不存在，文章發表在Nature雜志上，第一作者是普林斯頓的研究生Joshua Bloom。他們將酵母作為研究遺傳性缺失的模型，并由此提出人類中的遺傳性缺失現象可能只是受到研究工具的限制，用對了研究方法就可以避免這個問題。

“我們不認為這其中存在著根本性的障礙，”普林斯頓大學基因組學教授Leonid Kruglyak說。“相反，只要使用正確的方法，我們就能夠在人類中檢測到上述遺傳性?！?/SPAN>

父母遺傳給后代的基因，不僅決定了后代的眼睛顏色也決定了他的患病風險。舉例來說，人類基因組中許多位點的DNA突變都對身高有所影響。人們已經發現了約180個與身高相關的突變位點，這些突變共同影響著人的高矮程度。不過，這些突變的影響只占身高遺傳性的13%。

對于二型糖尿病來說也是如此：人們已經發現了約40個與患病風險有關的突變位點，但這些影響只占總體遺傳性的10%。揭開二型糖尿病、Crohn病和精神分裂癥中遺傳性缺失的奧秘，將有助于及時采取相應的預防和治療措施。

在這項新研究中，研究人員通過測序檢測了酵母的DNA突變，并將這些突變與親本遺傳下來的特性進行比對。研究顯示，酵母中的DNA突變幾乎代表了所有的遺傳特性，說明酵母中基本不存在遺傳性缺失現象。

研究人員采用了兩種酵母，一個是實驗室常用酵母，一個是釀酒酵母。酵母通常進行無性繁殖，但在特定條件下當食物匱乏時，酵母也可以通過交配產生后代，此時兩個親本分別將一半遺傳物質傳給后代。

研究人員先測序了兩個酵母親本的基因組，然后對其1008個后代進行了DNA突變檢測。酵母親本遺傳給后代的是，在各種條件下的生存能力。因此，研究人員測試了酵母親本和后代在多種環境下的生存能力，包括不同溫度、酸性、養分、抗生素、金屬化合物和咖啡因等藥物。他們在此基礎上分析DNA突變遺傳與酵母生長能力的關系，發現這些DNA突變幾乎決定了后代的所有適應性。

盡管研究在酵母中獲得了成功，但尋找人類中缺失的遺傳性更為復雜，Kruglyak說。全基因組關聯分析GWAS是目前研究疾病相關DNA突變的主要手段，這一技術難以檢測基因間相互作用和環境因素（如營養），但這些因素都可能對遺傳性產生影響。此外，一些影響大的罕見基因也可能在GWAS研究中被忽略。

研究人員向人們展示，正確的研究方法可以找到缺失的遺傳性，這正是該研究的價值所在。Kruglyak認為，與其像現在這樣在大量人群中進行GWAS研究，還不如主要針對大型家族進行分析。大型家族研究的優勢在于，家族成員共有的基因突變更為普遍，也就更容易檢測到。不過這樣檢測到的基因突變，可能在人群中并不常見。