لا يتزاوج الناس عشوائيًا
لا يتزاوج الناس عشوائيًا - لكن الافتراض الخاطئ بأنهم يتزاوجون عشوائيًا ذلك هو جانب أساس من جوانب العديد من الدراسات التي تربط الجينات بالأمراض والسمات
بقلم ريتشارد بوردر باحث ما بعد الدكتوراه في علم الوراثة الإحصائية، ونوح زيتلين أستاذ طب الأعصاب وعلم الوراثة البشرية، جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس
21 نوفمبر 2022
المترجم: عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 101 لسنة 2023
People don"t mate randomly - but the flawed assumption that they do is an essential part of many studies linking genes to diseases and traits
Richard Border Postdoctoral Researcher in Statistical Genetics، Noah Zaitlen Professor of Neurology and Human Genetics، University of California، Los Angeles
November 21,2022
الفكرة التي تقول أن الترابط «التلازم المضطرد cirrelation بين ظاهرتين أو أكثر» [1] لا يعني السببية تعتبر بمثابة تنبيه أساسي في البحث الوبائي. المثال الكلاسيكي على ذلك يضرب في التلازم الافتراضي بين مبيعات الآيس كريم والغرق - قد يكون هناك عامل ثالث غير استهلاك الآيس كريم المرتفع في سبب غرق المزيد من الناس، ألا وهو الطقس الحار في الصيف الذي ربما يؤدي إلى زيادة الرغبة في تناول الآيس كريم وفي السباحة، وبالتالي زيادة احتمالات الغرق.
لكن ماذا عن التلازم بين الجينات وسمات أو أمراض أخرى؟ كيف يمكن للباحثين التأكد من أن سمة أو مرضًا معينًا يتلازم مع الجينات بالفعل وليس بسبب شيء آخر؟
نحن الباحثون في علم الوراثة الإحصائي [2] ندرس العوامل الوراثية «الجينية» وغير الجينية التي تؤثر في التباين بين البشر[3] . في بحثنا المنشور مؤخرًا [4] ، وجدنا أن التلازم الجيني بين السمات الموجودة في العديد من الدراسات قد لا تكون متلازمة مع الجينات على الإطلاق. ولكن الكثير منها ناتج عن كيف يتزاوج البشر.
دراسات الترابط الجينومي الكامل [5] تحاول ربط الجينات بالسمات
نظرًا لأن الجينات التي يرثها المرء من أبويه لا تتغيير طوال حياته، باستثناء حالات نادرة، فمن المنطقي أن نفترض أن هناك علاقة سببية بين بعض السمات لدى الشخص وبين وراثياته «توريث الصفات [6] genetics».
هذا المنطق هو الأساس لدراسات الترابط الجينومي الكامل [5,7]، GWAS. تجمع هذه الدراسات عينات من الحمض النووي من العديد من الناس لتحديد المواضع على الجينوم التي قد تكون متلازمة مع سمة مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال، إذا كان لدى أي شخص أشكال معينة من جينات [8] BRCA1 وBRCA2، فقد يكون لديه احتمال متزايد للإصابة بأنواع معينة من السرطان.
وبالمثل، قد يكون هناك متغيرات جينية [المقصود هنا هو تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة [9] ] تلعب دورًا في ما إذا كان الشخص مصابًا بالفصام أم لا. الأمل يكمن في محاولة معرفة شيء ما عن الآليات المعقدة التي تربط التباين على المستوى الجزيئي بالاختلافات «بالتباينات» الفردية «2». من خلال فهم الأساس الجيني للسمات المختلفة بشكل أوضح، فمن الأفضل للباحثين أن يكونوا أكثر قدرة على التعرف على عوامل احتمال الاصابة بأمراض ذات علاقة بهذه التباينات.
مقطع فيديو: تسعى دراسات الترابط الجينومي الكامل GWAS إلى إيجاد اقترانات وراثية بين سمات الشخص.
قام الباحثون بإجراء الآلاف من دراسات ال GWAS حتى الآن [10] ، مما أمكنهم من التعرف على متغيرات جينية مقترنة بأمراض لا حصر لها وسمات لها علاقة بأمراض. في كثير من الحالات، حدد الباحثون المتغيرات الجينية التي تؤثر في أكثر من سمة واحدة. ويُعرف هذا الشكل من التداخل البيولوجي، حيث يُعتقد أن نفس الجينات تؤثر في العديد من السمات التي ليس بينها علاقة على ما يبدو، باسم تعدد الأشكال [11,12]. على سبيل المثال، يمكن أن يكون لبعض متغيرات جين PAH وك [13,14] تأثيرات مميزة عديدة [15] ، بما فيها تغيير صبغية «لون» البشرة والتسبب في الاصابة بنوبات صرعية.
تتمثل إحدى الطرق التي يقيّم بها الباحثون تعدد الأشكال [11,12] هي تحليل التلازم الجيني الأشكال [16,17]. هنا، يقوم متخصصوا علم الوراثة بدراسة ما إذا كانت الجينات المقترنة بسمة معينة مقترنة بسمات أو أمراض أخرى وذلك بالتحليل الإحصائي لعينات كبيرة من البيانات الجينية. على مدى العقد الماضي، أصبح تحليل التلازم الجيني الطريقة الأساس لتقييم تعدد الأشكال المحتملة عبر مجالات متنوعة جدًا، مثل الطب الباطني والعلوم الاجتماعية [18] والطب النفسي [19] .
استخدم الباحثون نتائج تحليلات التلازم الجيني لمعرفة الأسباب المشتركة المحتملة لهذه السمات. على سبيل المثال، إذا تنبأت الجينات المقترنة باضطرابات ثنائي القطب [19] باضطرابات القلق أيضًا، فربما انطوى الاضطرابان جزئيًا علي بعض الدارات العصبية neural circuits نفسها أو يستجيبان لعلاجين متشابهين
التزاوج المتلائق [21] والتلازم الجيني
ومع ذلك، فمجرد تلازم جين مع سمتين أو أكثر لا يعني بالضرورة أنه مسبب لهما.
تقريبًا، جميع الأساليب الإحصائية التي يستخدمها الباحثون عادةً لتقييم التلازم الجيني تفترض التزاوج عشوائي [22,23]. أي هذه الأساليب تفترض أن الأزواج المحتملين يقررون بضربة حظ مع من سينجبون أطفالًا. في الواقع، من المحتمل أن تؤثر العديد من العوامل فيمن يتزاوج مع من. أبسط مثال على ذلك هو الموقع الجغرافي - الذين يعيشون في أماكن متباعدة عن بعضها هم أقل احتمالًا للانتهاء معًا كأزواج ممن يعيشون بالقرب من بعضهم بعض من الناحية الجغرافية.
أردنا معرفة مدى تأثير افتراض التزاوج العشوائي في دقة تحليلات التلازم الجيني. على وجه الخصوص، ركزنا على العوامل المربكة[24] المحتملة للتزاوج المتائلق [21] ، أو كيف يميل الناس إلى التزاوج مع أولئك الذين يحملون نفس السمات. التزاوج المتائلق ظاهرة موثقة على نطاق واسع وشوهدت عبر مجموعة واسعة من السمات والاهتمامات والمقاييس والعوامل الاجتماعية، بما فيها طول القامة [25] والمستوى التعليمي [26] والحالات النفسية [27]
مقطع فيديو: لا يتزاوج البشر بنحو عشوائي - بل يميل الناس إلى الانجذاب نحو سمات معينة.
في دراستنا «3»، قمنا بدراسة التزاوج المتائلق عبر السمات، حيث يميل الذين لديهم سمة واحدة «على سبيل المثال، طول القامة» إلى التزاوج مع أشخاص لديهم سمة مختلفة تمامًا «على سبيل المثال، أثرياء». من قاعدة بياناتنا التي تضم 413,980 زوجًا «مجموعات كل مجموعة متكونة من اثنين» متزوجيين في المملكة المتحدة والدنمارك، وجدنا دليلًا على التزاوج المتائلق عبر السمات للعديد من السمات - على سبيل المثال، الفترة التي يقضيها الشخص في التعليم الرسمي تلازمت ليس فقط مع التحصيل التعليمي لشريك حياته، ولكن أيضًا مع العديد من السمات الأخرى. بما فييها طول القامة وعادات التدخين واحتمال الإصابة بأمراض مختلفة.
وجدنا أن أخذ أوجه التشابه بين الأزواج في الاعتبار يمكن أن يتنبأ بقوة بالسمات التي يمكن اعتبار أن لها علاقة بالجينات «الوراثة». بعبارة أخرى، استنادًا إلى عدد السمات المشتركة بين الزوجين، تمكنا من التعرف على حوالي 75٪ من التلازمات الجينية المفترضة بين هذه السمات - كل ذلك دون أخذ أي عينة من الحمض النووي.
التلازم الجيني لا يعني السببية
التزاوج المتائلق عبر السمات يؤثر في الجينوم. إذا رغب أشخاص لديهم سمة موروثة واحدة في الزواج بأشخاص لديهم سمة موروثة أخرى، فإن هاتين السمتين المميزتين ستصبحان متلازمتين وراثيًا ببعضهما البعض في الأجيال اللاحقة. سيحدث هذا بغض النظر عما إذا كانت هذه السمات متلازمة بالفعل ببعضها البعض من الناحية الجينية «الوراثية» أم لم تكن كذلك.
التزاوج المتائلق عبر السمات يعني أن الجينات التي يرثها الشحص من أحد والديه ستكون متلازمة مع الجينات التي يرثها من الآخر. طريقة تزاوج الناس ليست عشوائية، كاسرةً الافتراض الرئيس الذي وراء تحليلات التلازم الجيني. هذا يؤدي إلى تضخيم الاقتران الجيني بين السمات التي ترتبط ببعضها ببعض جينًا.
لو تزاوجت الديناصورات ذات قرون طويلة تفضيليًا بديناصورات ذات ظهر مسنن، جينات كل من هاتين السمتين يمكن أن تقترن ببعضها البعض في الأجيال اللاحقة.
تؤكد الدراسات الحديثة النتائج التي توصلنا إليها. في وقت سابق من هذا العام، قام الباحثون بحساب التلازم الجيني باستخدام طريقة تقوم بتحليل الاقتران بين سمات وجينات الأشقاء[28] . التلازم الجيني بين السمات المتأثرة بالتزاوج المتائلق عبر السمات إلى حد كبير كان تلازمًا ضعيفًا.
ولكن بدون احتساب التزاوج المتائلق عبر السمات، فإن استخدام التقديرات المستنبطة من التلازم الجيني لدراسة المسارات البيولوجية المسببة للأمراض يمكن أن يكون مضللاً. الجينات التي تؤثر في سمة واحدة ستبدو وكأنها تؤثر في العديد من الحالات المرضية المختلفة. على سبيل المثال، الاختبار الجيني المصمم لتقييم احتمال الاصابة بأحد الأمراض قد يكتشف بشكل غير صحيح قابلية الاصابة بعدد كبير من الحالات المرضية التي ليس لها علاقة ببعضها.
القدرة على قياس التباين بين الأفراد على المستوى الجيني والجزيئي تعتبر إنجازًا من انجازات العلوم الحديثة. ومع ذلك، لا يزال علم الأوبئة الجينية مشروعًا قائمًا على الملاحظة، ويخضع لنفس المحاذير والتحديات المعرضة لأشكال أخرى من الأبحاث غير التجريبية. على الرغم من أن النتائج التي توصلنا إليها لا تستبعد جميع أبحاث علم الأوبئة الجينية، فإن فهم ما تقيسه الدراسات الجينية بالفعل سيكون ضروريًا لترجمة نتائج الأبحاث إلى علاجات جديدة لعلاج الأمراض وتقييم تلك العلاجات.
