أسفر تحليل عشرين ألف جينوم عن أن المتغايرات الجينية النادرة يمكن أن تساعد في تفسير كيف تُورث السمة.
٢٣ أبريل ٢٠١٩
بقلم ليندا غيدس
المترجم : أبو طه/ عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ١٤١ لسنة ٢٠١٩
التصنيف: أبحاث الوراثة
Linda Geddes
 |
| غالبًا مائتي توريث طول القامة - لكن عوامل الوراثيات الدقيقة غفل عنها الباحثون منذ فترة طويلة. المصدر: شمس الدين / غيتي |
ما عليك سوى أن تنظر إلى العائلات لترى أن طول القامة هذا هو سمة موروثة (١) - وقد أكدت الدراسات التي أجريت على التوائم المتطابقة والعائلات هذا الظن. ويشير الباحثون إلى أن حوالي ٨٠٪ من التباين في طول القامة يرجع إلى الوراثيات ( الجينتكس) . ولكن بما أن تسلسل للجينوم البشري عُمل منذ ما يقرب من عقدين من الزمن ، بذل الباحثون جهوداً من أجل التعرف على العوامل الوراثية المسؤولة بشكل كامل.
الدراسات التي تسعى للبحث عن الجينات التي تتحكم في طول القامة قد تعرفت على مئات المتغايرات الجينية الشائعة المرتبطة بهذه السمة. لكن هذه النتائج شكلت أيضًا مأزقًا: كان لكل متغاير variant تأثير ضئيل على طول القامة بحيث لم تشكل مجتمعة تلك المساهمة الجينية التي تنبأت بها الدراسات الأسرية. هذه الظاهرة ، التي تحدث للعديد من السمات والأمراض الأخرى ، أُطلق عليها اسم "قابلية التوريث الناقصة missing heritability" (٢) ، وقد دفعت بعض الباحثين إلى التكهن بأن هناك شيئًا ما خطأ في فهمنا للوراثيات (الجينتكس).
الآن ، تشير دراسة إلى أن معظم قابلية التوريث الناقصة لطول القامة ومؤشر كتلة الجسم (BMI) ، كما كان يعتقد بعض الباحثين ، يمكن أن توجد في متغايرات variants الجينات الأكثر ندرة التي لم تكتشف بعد.
يقول تيم سبكتور ، المتخصص في الأوبئة الوراثية بجامعة كينغز كوليدج لندن: "إنها ورقة علمية مطمِئنة لأنها تشير إلى أنه لا يوجد خطأ فادح في الوراثيات". " مجرد فرزها وتصنيفها بحسب سمات محددة هو أكثر تعقيدًا مما كنا نظن". تم نشر البحث (٣) على خادم الإعداد المسبق لـ bioRxiv في ٢٥ مارس ٢٠١٩.
عملية سكاورينغ scouring للجينوم (٥)
للبحث عن العوامل الوراثية التي تكمن وراء الأمراض والسمات ، يلجأ علماء الوراثة إلى عمليات بحث ضخمة معروفة باسم دراسات الارتباط على نطاق الجينوم (GWAS، ٤). هذه تقوم بعملية ال سكاورينغ scouring (انظر التعريف في ٥) لجينوم عشرات الآلاف من الأشخاص - أو بنحو اكبر ، أكثر من مليون شخص - للتغييرات ذات الحرف الواحد ،single-letter changes, أو SNPs ، في الجينات التي تظهر عادة في الأفراد المصابين بمرض معين أو التي يمكن أن تفسر سمة شائعة كسمة طول القامة.
لكن ل GWAS قيود limitations. نظرًا لأن عمل تسلسل للجينوم بأكمله لآلاف الأشخاص أمر مكلف ، GWAS نفسها قامت بمسح مجموعة مختارة استراتيجياً من ال SNPs فقط ، ربما ٥٠٠ ألف ، في جينوم كل شخص. هذا مجرد شيء قليل من حوالي ستة مليارات من النيوكليوتيدات nucleotides- وهي اللبنات الأساسية للحمض النووي - المتشابكة في جينومنا. وبدورها ، هذه المغايرات الشائعة البالغ عددها نصف مليون يمكن إيجادها من عمل تسلسل لجينوم بضع مئات من الأشخاص ، كما يقول تيموثي فرايلنج ، المتخصص في الوراثيات البشرية في جامعة إكستر بالمملكة المتحدة.
قرر فريق بقيادة بيتر ڤيشر Visscher في معهد كوينزلاند للدماغ في بريزبين Brisbane بأستراليا ، البحث فيما إذا كان من الممكن أن تفسر ال SNPs الأقل ندرة تلك الممسوحة scanned في GWAS قابلية التوريث الناقصة لطول القامة ومؤشر كتلة الجسم. لقد تحولوا إلى التسلسل الكامل للجينوم - وقاموا بعرض readout كامل لجميع ال ٦ مليارات قاعدة - من ،٢١٦٢٠ شخص. (رفض المؤلفون التعليق على ورقة ما قبل النشر ، لأنها قيد التسليم الى المجلة).
لقد اعتمدوا على مبدأ بسيط ، ولكنه قوي ، وهو أن جميع الناس مرتبطون إلى حد ما - وإن كان ارتباطاً بعيدًا - وأنه يمكن استخدام الحمض النووي لحساب درجات الترابط. بعد ذلك ، يمكن دمج المعلومات عن أطوال الأشخاص ومؤشر كتلة الجسم لتحديد كلا من ال SNPs الشائعة والنادرة التي قد تؤدي إلى هذه السمات.
قل ، على سبيل المثال ، اثنان هما أبناء عم من الدرجة الثالثة متقاربان في الطول من اثنين أبناء عم من الدرجة الثانية في عائلتين مختلفتين: هذا مؤشر على أن طول قامة ابناء العم من الدرجة الثالثة في معظمه يرجع إلى الوراثيات (الجينتكس) ، ومدى هذا الارتباط سوف يخبرك بمقدار هذا التأثير الجيني ، يشرح فرايلينغ Frayling. "لقد استخدموا جميع المعلومات الوراثية ، والتي تمكنك من معرفة مقدار العلاقة التي كانت بسبب الأشياء الأكثر ندرة وكذلك الأشياء الشائعة."
ونتيجة لذلك ، اكتشف الباحثون الفروق الجينية التي تحدث في شخص واحد فقط من بين كل ٥٠٠ شخص ، أو حتى شخص واحد من كل ٥٠٠٠ شخص.
وباستخدام معلومات عن المتغايرات variants الشائعة والنادرة ، توصل الباحثون تقريبًا إلى نفس تقديرات قابلية التوريث كتلك التي أشارت إليها دراسات التوائم. بالنسبة لطول القامة ، يُقدّر ڤسيشر Visscher وزملاؤه نسبة ٧٩ ٪ لقابلية التوريث ونسبة ٤٠٪ لمؤشر كتلة الجسم . هذا يعني أنك إذا أخذت مجموعة كبيرة من الناس ، فإن ٧٩٪ من فروق طول القامة ستكون بسبب الجينات وليس بسبب العوامل البيئية ، كالتغذية .
عمليات معقدة
أشار الباحثون أيضًا الى أن المتغايرات variants التي لم تُكتشف من قبل قد تساهم في السمات البدنية. مبدئيًا ، وجدوا أن هذه المتغايرات النادرة غنية في أماكن تشفير الروتين بشكل قليل في الجينوم ، وأن لديها احتمالًا متزايدًا بالتسبب في اضطراب في هذه الأماكن ، كما أفاد تيرنس كابيليني ، المتخصص في الأحياء التطورية في جامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس. يشير هذا إلى أن المتغايرات النادرة قد تؤثر جزئيًا على طول القامة من خلال التأثير على أماكن ( مواقع) تشفير البروتين بدلاً من بقية الجينوم - التي لا تحوي الغالبية العظمى منها على تعليمات لصنع البروتينات ، ولكنها قد تؤثر على تعبيرها.
تشير ندرة المتغايرات أيضًا إلى أن الانتقاء الطبيعي قد يؤدي إلى التخلص من غير المرغوب فيها ، ربما لأنها ضارة بطريقة أو بأخرى.
إن تعقيد قابلية التوريث يعني أن معرفة جذور العديد من الأمراض الشائعة - وهو أمر ضروري إذا أراد الباحثون تطوير علاجات فعالة ضدها - سيستغرق الكثير من الوقت والمال بشكل كبير ، وقد ينطوي على عمل تسلسل لمئات الآلاف أو حتى ملايين الجينومات الكاملة لتحديد المتغايرات النادرة التي تفسر جزءًا كبيرًا من المكونات الوراثية للأمراض.
الدراسة كشفت فقط عن العدد الإجمالي للمتغايرات النادرة التي تساهم في هذه السمات الشائعة - وليس تلك التي تعتبر مهمة ، كما يقول سبيكتور. "المرحلة التالية هي المضي والبحث عن أي من هذه المتغايرات النادرة مهمة للسمات التي تريدها أو الأمراض التي ترغب في الحصول على دواء لها."
مصادر من داخل النص
١-https://www.nature.com/news/2007/070902/full/news070827-8.html
٢-https://www.nature.com/news/2008/081105/full/456018a.html
٣- https://doi.org/10.1101/588020 .
٤-https://www.nature.com/news/new-concerns-raised-over-value-of-genome-wide-disease-studies-1.22152
٥- تعريف scouring كما استقيناه من الدكتور محمد المحروس هو كالأتي :" دراسة المحتوى الجيني لصفة معينة موجودة عد الإنسان من خلال تسليط الضوء على كامل محتواه الوراثي عبر تقنية القراءة الكاملة للتفاصيل الدقيقة التي يتم تطبيقها عادةً على مجموعة كبيرة من الناس من أجل فهم وراثتها وكيفية تواجدها وبقية العناوين البيولوجية المتعلقة بها التي تساعد على وضعها في إطارها الطبي البيولوجي الصحيح"
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على صفحتنا على الإنترنت على هذا العنوان؛
https://sites.google.com/view/adnan-alhajji
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق