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# 健康科学# 遺伝学・ゲノム医学

集団間の遺伝的変異を理解する

この記事では、異なる集団における健康に対する遺伝的変異の役割を調べてるよ。

Musalula Sinkala, G. Retshabile, P. T. Mpangase, S. Bamba, M. K. Goita, V. Nembaware, S. S. M. Elsheikh, J. Heckmann, K. Esoh, M. Matshaba, C. A. Adebamowo, S. N. Adebamowo, O. E. Amih, A. Wonkam, M. Ramsay, N. Mulder

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遺伝的変異が健康に影響を与遺伝的変異が健康に影響を与えるになった。研究で集団間の大きなSNPの違いが明らか
目次

エピジェネティクスは、DNA配列を変えずに遺伝子がどのように機能するかの変化を研究する分野だよ。これらの変化は特定の特徴の表れ方に影響を与えたり、様々な病気に関与したりすることがある。エピジェネティクスの重要な要素の一つは、特定の遺伝子の変異、いわゆる一塩基多型(SNPS)の存在なんだ。このSNPsはDNAの中の小さな変化で、遺伝的特徴に影響を与えることがあるんだよ、たとえば特定の健康状態に対してどれほど脆弱かみたいな。

研究者たちは、エピジェネティックなプロセスに関連する遺伝子のSNPsが、身体的特徴や病気への感受性に影響を及ぼすことを発見したんだ。例えば、DNAメチル化の変化、DNAがどれだけきつく包装されているか、そしてヒストンの修飾(細胞内のDNAをパッケージするのを助けるタンパク質)などが全て遺伝子発現に影響を与える可能性があるってことが分かってる。研究結果によると、これらの遺伝子の特定の領域にあるSNPsは、さまざまな特徴や健康問題にしばしば関連しているんだ。

遺伝的変異を理解する重要性

人間のエピゲノームの総合的分析により、病気や特徴に関連する遺伝的変異が特定の組織タイプで見られることが多いことが示されたよ。これは、私たちの遺伝子がどのように調整されているか、細胞がどのように発達するか、そして病気がどのように発生するかを理解するためにエピジェネティックな情報が重要であることを強調してる。

ほとんどの遺伝的変異に関する研究は、ヨーロッパ系の人々に焦点を置いてきたけど、異なる祖先を持つ集団間にSNPsに関する多くの文書化された違いがあるんだ。たとえば、アフリカの集団はヨーロッパの集団に比べてより多様なゲノムを持つことが観察されているんだ。

研究によると、集団特有のDNAメチル化パターンはこの遺伝的変異を反映していて、遺伝子発現の局所的な制御が重要であることがわかっている。このため、遺伝的多様性がエピジェネティックな変化とどのように相互作用するかを理解することは、さまざまな特徴や病気に光を当てることができるかもしれないね。

集団間のSNPの変異を探る

最近のゲノム解析の進展により、特にアフリカの集団とヨーロッパの集団における遺伝的多様性の理解が深まってきたんだ。研究では、これらの集団間で異なるSNPの頻度を示す多くの遺伝的座位、つまり染色体上の特定の場所が特定されているよ。

UKバイオバンクは、50万人以上の個人からの健康データを集めた大規模なコレクションで、ヨーロッパ系とアフリカ系の人々の間で遺伝的変異を比較するための貴重なリソースを提供しているんだ。アレル頻度を見たり、これらの遺伝的変異が特徴や健康マーカーにどう関連付けられているかを調べることで、研究者は重要な集団特有の遺伝的違いを浮き彫りにできるんだ。

遺伝的およびエピジェネティックな相互作用の調査

遺伝的変異とエピジェネティックな変化の関連を特定するために、研究者は遺伝子発現を修正するのに関与する特定のエピジェネティックな遺伝子のグループに注目しているよ。これらのエピジェネティックな遺伝子の包括的なリストが作成されて、さまざまなエピジェネティックメカニズムに関与する異なるクラスの遺伝子に焦点を当てたんだ。これには、ヒストンを修飾する遺伝子やクロマチン構造を調整する遺伝子が含まれているよ。

次に、研究者はアフリカ系とヨーロッパ系の個人の間でこれらのエピジェネティックな遺伝子のSNPの頻度を調べたんだ。その分析は、二つのグループの間でこれらのSNPの頻度に有意な違いがあることを示したよ。

SNP頻度の分析

大規模な遺伝データセットからデータを集めることで、研究者はエピジェネティックな遺伝子に関連するかなりの数のSNPを特定したんだ。彼らは、これらのSNPの多くがアフリカ系の個人においてヨーロッパ系の人々に比べて有意に普及していることを見つけたよ。たとえば、ヒストン修飾に関連する特定の遺伝子には、集団間で異なる頻度の変異SNPが最も多かったんだ。

特定のSNP、PRMT6遺伝子の近くに位置するものの分析では、この遺伝子が二つの集団間で異なる頻度に関連する最も多くの変異を持っていることが分かった。これらのSNPは、異なる集団がさまざまな健康状態にどのように反応するかにおいて、重要な役割を果たしているかもしれないね。

一般的および希少な変異の違い

研究でも、アフリカ系の個人はヨーロッパ系の人々に比べてエピジェネティックな遺伝子の一般的な変異を多く持っている傾向があることが分かったよ。それとは逆に、ヨーロッパ系のグループでより頻繁に見られる多くの変異は、アフリカ系のグループでは希少であることを示していて、遺伝的構成の重要な違いを意味しているんだ。

希少な変異の頻度に関する重要な変化も記録されていて、特定の変異が特定の集団で非常に一般的または希少であることを示しているよ。これらの変異を調査することで、その機能的影響が理解できるかもしれないね。

変異の機能的影響を調査する

これらの遺伝的変異の機能的な結果を分析するために、研究者はSNPが遺伝子発現、DNAメチル化、RNAスプライシングなどのさまざまな生物学的プロセスにどのように影響を与えるかを調べたんだ。彼らは「Ensembl Variant Effect Predictor」っていうツールを使って、これらの機能的影響を評価したよ。

結果は、特定の遺伝的変化が健康や病気の感受性に潜在的に影響を与えることをつなげるために重要な情報だってことを示した。これらの変異は、特に遺伝子がどう表現されるかに影響を与えるイントロン変異として分類されたんだ。

特徴と遺伝的変異の関連

遺伝的変異とさまざまな健康の特徴の関連についての既存の研究を調べることで、研究者たちは多くのエピジェネティックな変異がホルモンレベルや身体測定、その他の健康指標などの特徴にリンクしていることを強調したよ。

この分析は、エピジェネティックな遺伝子変異に関連する特徴が混在していることを明らかにしていて、遺伝的変異が同時に複数の特徴に影響を与えることができるってことを示しているんだ。こうした重複する関連性は、これらの特徴を結びつける共通の基盤メカニズムを示唆しているかもしれないね。

バイオマーカー関連の調査

これらの遺伝的変異の関連性をさらに評価するために、研究者たちは血液や尿のバイオマーカーとの関係について調べたんだ。アフリカ系とヨーロッパ系の双方で、これらのバイオマーカーがどのように関連しているかを評価することで、健康の結果における潜在的な違いを理解しようとしたよ。

結果は、特定の変異とバイオマーカーのレベルの間に強い関連性があることを示したんだ。ただし、一方の集団で特徴に強く関連する変異は、主にその集団においてより頻繁に見られる偏りが明らかになったよ。

遺伝的多様性に関する結論

全体的に、エピジェネティックな遺伝子内のSNPの広範な調査とさまざまな特徴との関連は、アフリカ系とヨーロッパ系の個人間に顕著な違いがあることを示した。この発見は、遺伝子研究における多様な集団のより大きな代表性の必要性を強調していて、独自の変異頻度が病気や特徴との関連の発見に影響を与えるかもしれないね。

アフリカの集団に存在する遺伝的多様性をより深く探求して、SNPの異なる頻度が健康の結果にどのように影響するかを理解することは重要で、この知識が特定の集団のニーズに合わせた個別化医療のアプローチを切り開くかもしれないよ。

研究の今後の方向性

この研究の結果は、異なる集団における特徴や病気に影響を与える遺伝的変異に関するより包括的な調査の必要性を示しているんだ。今後の研究では、これらの遺伝的およびエピジェネティックな相互作用が人間の健康にどのように寄与するか、ターゲットとなる治療戦略の開発への示唆を探ることを目指すべきだね。

代表性のない集団を研究に組み込む努力を続けることは、遺伝的多様性と健康の格差におけるその役割を理解するのを助けるよ。遺伝学の分野が進むにつれ、この多様性を受け入れることが、グローバルな健康の結果を改善するために重要になるだろうね。

オリジナルソース

タイトル: Mapping Epigenetic Gene Variant Dynamics: Comparative Analysis of Frequency, Functional Impact and Trait Associations in African and European Populations

概要: Epigenetic modifications influence gene expression levels, impact organismal traits, and play a role in the development of diseases. Therefore, variants in genes involved in epigenetic processes are likely to be important in disease susceptibility, and the frequency of variants may vary between populations with African and European ancestries. Here, we analyse an integrated dataset to define the frequencies, associated traits, and functional impact of epigenetic gene variants among individuals of African and European ancestry represented in the UK Biobank. We find that the frequencies of 88.4% of epigenetic gene variants significantly differ between these groups. Furthermore, we find that the variants are associated with many traits and diseases, and some of these associations may be population-specific owing to allele frequency differences. Additionally, we observe that variants associated with traits are significantly enriched for quantitative trait loci that affect DNA methylation, chromatin accessibility, and gene expression. We find that methylation quantitative trait loci account for 71.2% of the variants influencing gene expression. Moreover, variants linked to biomarker traits exhibit high correlation. We therefore conclude that epigenetic gene variants associated with traits tend to differ in their allele frequencies among African and European populations and are enriched for QTLs.

著者: Musalula Sinkala, G. Retshabile, P. T. Mpangase, S. Bamba, M. K. Goita, V. Nembaware, S. S. M. Elsheikh, J. Heckmann, K. Esoh, M. Matshaba, C. A. Adebamowo, S. N. Adebamowo, O. E. Amih, A. Wonkam, M. Ramsay, N. Mulder

最終更新: 2024-08-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.08.11.24311816

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.08.11.24311816.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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