eLife:首次分析种族的表观遗传学影响因素 引发争议
生物通/万纹 · 2017/01/15
为了更好的理解种族对遗传学的影响,来自加州大学旧金山分校的研究人员分析了拉丁裔儿童基因组中的甲基化模式差异,相关研究成果公布在1月3日的eLife杂志上。


在进行临床试验时,研究人员收集的大多都是参与者的人口统计学数据,例如性别,年龄,身高,种族和民族。其中大多数特征是易于评估或检测的表型,但种族或民族属于社会构造,难以描述。因此研究人员对于这些属性在临床应用中的有效性产生了质疑。

为了更好的理解种族对遗传学的影响,来自加州大学旧金山分校的研究人员分析了拉丁裔儿童基因组中的甲基化模式差异,相关研究成果公布在1月3日的eLife杂志上。“甲基化是我们的基因组中主要的表观基因组标记,就像我们DNA上的指纹,可以通过遗传和环境进行修改,”加州大学旧金山分校的Esteban Burchard说。

Burchard等人发现约75%的甲基化标记可以通过这些儿童的祖先血统遗传来解释,另外25%则可能是由于与种族变化有关的社会或环境因素。这项研究第一次探讨了祖先遗传如何影响表观基因组。

“目前很多研究试图区分祖先基因组,与称之为社会种族这两种的影响,”普林斯顿大学社会学家和遗传学家Dalton Conley(未参与该项研究)表示,“这是第一次进行这样的表观基因组研究”,解释了一个关于遗传学与环境之间复杂相互作用的重要生物医学问题。

大多数研究人员认为个体表观基因组部分遗传自我们的父母,但也可以随着环境发生改变。从这个前提开始,“我们提出了一个简单的问题,”Burchard说,“表观基因组变化,这里指甲基化模式中,有多少比率是由遗传性,或者自我认定的种族决定的?”

Burchard及其同事分析了450,000个CpG位点——这是可能会发生DNA甲基化,他们采用来自573位GALA II(基因-环境拉美裔美国人研究)参与者的血液样品,分析他们的遗传数据。其中大约一半的儿童是波多黎各人(220位),另一半具有墨西哥血统(276位)。

“我们检测分析了种族仅仅只发挥了遗传的作用,还是有其它方面的影响,如环境或社会因素,”文章作者Joshua Galanter说。他们发现916个CpG位点与参与者的自我认定族群密切相关。通过剔除了遗传的影响,还有总共314个CpG位点与种族认定有关,这表明这314个位点的甲基化模式可能是由于环境因素。

这样分析得到的结论颇具争议性,因为“很多变异可以通过个体的背景遗传变异来解释,”Conley指出。换句话说,“只是因为甲基化模式与不同的祖先相关遗传标记没有相关性,这不一定意味着就是由于环境的因素”。

还有科学家也指出得到这一结论需要更为谨慎。在表观遗传学研究中,有一个反向因果关系的问题。这项研究中,在甲基化模式与遗传模式之间存在相关性,需要进一步研究

英国南安普敦大学的遗传流行病学家Christopher Bell也认为,“尽管存在环境影响与文化因素影响细胞类型比例的可能性,但我对这项研究的结果持保守态度。这项研究采用的是小范围数据库,通过流行病学标准,分析遗传因素的。”

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  • Differential methylation between ethnic sub-groups reflects the effect of genetic ancestry and environmental exposures

    Populations are often divided categorically into distinct racial/ethnic groups based on social rather than biological constructs. Genetic ancestry has been suggested as an alternative to this categorization. Herein, we typed over 450,000 CpG sites in whole blood of 573 individuals of diverse Hispanic origin who also had high-density genotype data. We found that both self-identified ethnicity and genetically determined ancestry were each significantly associated with methylation levels at 916 and 194 CpGs, respectively, and that shared genomic ancestry accounted for a median of 75.7% (IQR 45.8% to 92%) of the variance in methylation associated with ethnicity. There was a significant enrichment (p=4.2×10-64) of ethnicity-associated sites amongst loci previously associated environmental exposures, particularly maternal smoking during pregnancy. We conclude that differential methylation between ethnic groups is partially explained by the shared genetic ancestry but that environmental factors not captured by ancestry significantly contribute to variation in methylation.

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