Корреляция гена и окружающей среды
Говорят, что корреляция гена и окружающей среды (или корреляция генотипа и окружающей среды человека ) возникает, когда воздействие условий окружающей среды зависит от генотипа .
Определение
[ редактировать ]Корреляции гена и окружающей среды (или rGE) — это корреляция двух характеристик , например, роста и веса, что означает, что когда меняется один, меняется и другой. Корреляции генов и окружающей среды могут возникать как по причинным, так и по непричинным механизмам. [1] Принципиальный интерес представляют те причинные механизмы, которые указывают на генетический контроль над воздействием окружающей среды. Генетические варианты влияют на воздействие окружающей среды косвенно через поведение. Описаны три причинных механизма, вызывающих корреляции между геном и окружающей средой. [2]
- (i) Пассивная корреляция генов и окружающей среды относится к связи между генотипом, который ребенок наследует от своих родителей, и средой, в которой ребенок воспитывается. Родители создают домашнюю среду, на которую влияют их собственные наследственные характеристики. Биологические родители также передают генетический материал своим детям. Когда генотип детей также влияет на их поведенческие или когнитивные результаты, результатом может стать ложная связь между окружающей средой и результатом. Например, поскольку родители, имеющие историю антисоциального поведения (которое имеет умеренную наследственность ), подвергаются повышенному риску жестокого обращения со своими детьми, можно утверждать, что жестокое обращение может быть маркером генетического риска, который родители передают детям, а не маркером генетического риска, который родители передают детям. причинный фактор риска возникновения проблем с поведением детей. [3]
- (ii) Вызывающая (или реактивная) корреляция генов и окружающей среды происходит, когда (наследственное) поведение человека вызывает реакцию окружающей среды. Например, связь между супружеским конфликтом и депрессией может отражать напряженность, возникающую при общении с депрессивным супругом, а не причинное влияние супружеского конфликта на риск депрессии.
- (iii) Активная корреляция генов и окружающей среды возникает, когда человек обладает наследственной склонностью выбирать воздействие окружающей среды. Например, люди, которые характерно экстраверты, могут искать совсем другую социальную среду, чем те, кто застенчивы и замкнуты.
Корреляция генов и окружающей среды также может возникать в результате непричинных механизмов, включая эволюционные процессы и поведенческое «загрязнение» показателей окружающей среды. Эволюционные процессы, такие как генетический дрейф и естественный отбор , могут привести к тому, что частоты аллелей будут различаться в разных популяциях. Например, воздействие малярийных комаров на протяжении многих поколений могло привести к более высокой частоте аллелей среди определенных этнических групп аллели серповидного гемоглобина (HbS), рецессивной мутации, которая вызывает серповидно-клеточную анемию , но придает устойчивость к малярии . [4] Таким образом, генотип HbS стал ассоциироваться с малярийной средой.
Доказательство
[ редактировать ]Количественные генетические исследования
[ редактировать ]Исследования близнецов и усыновления предоставили большую часть доказательств корреляции генов и окружающей среды, продемонстрировав, что предполагаемые экологические меры передаются по наследству . [5] Например, исследования взрослых близнецов показали, что желательные и нежелательные жизненные события умеренно наследуются, как и конкретные жизненные события и жизненные обстоятельства, включая развод, склонность к браку, качество брака и социальную поддержку. Исследования, в которых исследователи измеряли аспекты окружающей среды, специфичные для детей, также показали, что предполагаемые факторы окружающей среды, такие как родительская дисциплина или теплота, умеренно наследуются. Было показано, что просмотр телепередач, ориентация на группы сверстников и социальные отношения умеренно наследуются. Также появляется все больше литературы о генетических факторах, влияющих на поведение, представляющее риск для здоровья, такое как употребление алкоголя, табака и запрещенных наркотиков, а также рискованное поведение. Как и родительская дисциплина, такое поведение, связанное со здоровьем, находится под генетическим влиянием, но считается, что оно оказывает влияние на болезни, опосредованное окружающей средой. В той степени, в которой исследователи пытались определить, почему гены и окружающая среда коррелируют, большинство доказательств указывает на промежуточное влияние личностных и поведенческих характеристик.
Окружающая среда передается по наследству, поскольку генотип влияет на поведение, которое вызывает, выбирает и изменяет особенности окружающей среды. Таким образом, среда, менее поддающаяся поведенческой модификации, имеет тенденцию быть менее наследственной. [1] Например, негативные жизненные события, которые находятся вне контроля человека (например, смерть близкого человека, потеря дома в результате стихийного бедствия), имеют меньшую наследственность, чем негативные жизненные события, которые могут зависеть от поведения человека (например, развод, увольнение с работы). Аналогичным образом, события личной жизни (т. е. события, которые происходят непосредственно с человеком) более наследуются, чем события сетевой жизни (т. е. события, которые происходят с кем-то в социальной сети человека, таким образом влияя на человека косвенно).
Молекулярно-генетические исследования
[ редактировать ]Доказательства существования корреляций между геном и окружающей средой недавно начали поступать в результате молекулярно-генетических исследований. Группа совместных исследований по генетике алкоголизма (COGA) сообщила, что однонуклеотидный полиморфизм в интроне 7 рецептора гамма-аминомасляной кислоты A a2 (rs279871; GABRA2) связан с алкогольной зависимостью и семейным положением. Лица, у которых был вариант GABRA2 высокого риска (т.е. вариант, связанный с алкогольной зависимостью), с меньшей вероятностью вступали в брак, отчасти потому, что они подвергались более высокому риску антисоциального расстройства личности и с меньшей вероятностью были мотивированы желанием доставить удовольствие. другие. [6] Существуют также молекулярные доказательства пассивной корреляции генов и окружающей среды. Недавнее исследование показало, что у детей почти в 2,5 раза чаще диагностируется синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), если их матери были разведены, разлучены или никогда не были замужем. Однако в этой выборке матери, обладающие коротким аллелем гена рецептора дофамина DRD2, с большей вероятностью были разведены, разлучены или никогда не вступали в брак. Более того, их дети чаще страдали СДВГ. Таким образом, часть связи между семейным положением родителей и диагнозом СДВГ среди детей в этой выборке обусловлена вмешивающейся переменной материнского генотипа DRD2. [7] Оба этих исследования также обнаружили доказательства взаимодействия генов и окружающей среды .
Полигенная оценка (PGS; также называемая полигенной оценкой риска), которая представляет собой число, присваиваемое индивидуумам на основе вариаций в нескольких генетических локусах и связанных с ними регрессии весов на основе полногеномных ассоциативных исследований , также может использоваться для демонстрации корреляции между геном и окружающей средой. . Этот эффект, часто называемый «генетическим воспитанием», наводит на мысль о пассивной корреляции генов и окружающей среды, когда родительский полигенный показатель независимо предсказывает результат потомства, выходящий за рамки собственного PGS потомства, и был продемонстрирован на уровне образования у людей. [8] [9] [10]
Значение
[ редактировать ]Врачи хотят знать, вызывает ли воздействие экологического риска заболевание. Тот факт, что воздействие окружающей среды передается по наследству, означает, что взаимосвязь между воздействием окружающей среды и заболеванием может искажаться генотипом. То есть связь может быть ложной (не причинно-следственной), поскольку одни и те же генетические факторы могут влиять как на воздействие экологического риска, так и на болезни. В таких случаях меры, направленные на снижение воздействия на окружающую среду, не снизят риск заболевания. С другой стороны, наследственность воздействия условий окружающей среды сама по себе не означает, что факторы окружающей среды не являются причиной заболевания, и поэтому снижение воздействия принесет пользу людям с генетической предрасположенностью к рискованному поведению.
Например, в ходе исследования детей, рожденных от сестер-близнецов, выяснялось, является ли связь между разводом родителей, алкоголем и эмоциональными проблемами детей причинно-следственной связью или обусловлена генотипом родителей. [11] Исследование показало, что потомки сестер-близняшек, которые не соглашались на развод, имели одинаково высокий уровень эмоциональных проблем, что позволяет предположить, что генетические факторы, которые делают братьев-близнецов склонными к разводу, также увеличивают риск депрессии и тревоги у их детей. Это открытие предполагает, что предотвращение развода родителей мало повлияло бы на риск развития эмоциональных проблем у детей (хотя данные о проблемах с алкоголем у детей согласуются с причинной ролью развода).
См. также
[ редактировать ]- Поведенческая генетика
- Взаимодействие гена и окружающей среды
- Генетическая предрасположенность
- Природа против воспитания
- Выбор ниши
- Психиатрическая генетика
- Эпигенетика
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Джаффи С.Р., Прайс ТС (2007). «Корреляции гена и окружающей среды: обзор данных и значение для профилактики психических заболеваний» . Молекулярная психиатрия . 12 (5): 432–442. дои : 10.1038/sj.mp.4001950 . ПМЦ 3703541 . ПМИД 17453060 .
- ^ Пломин Р., ДеФрис Дж.К., Лелин Дж.К. (1977). «Взаимодействие и корреляция генотипа и окружающей среды в анализе поведения человека». Психологический вестник . 84 (2): 309–322. дои : 10.1037/0033-2909.84.2.309 . ПМИД 557211 .
- ^ ДиЛалла Л.Ф., Готтесман II (1991). «Биологический и генетический вклад в насилие: нерассказанная история Видома». Психологический вестник . 109 (1): 125–129. дои : 10.1037/0033-2909.109.1.125 . ПМИД 2006224 .
- ^ Айду М., Терлоу Д.Д., Колчак М.С., МакЭлрой П.Д., Тер Куиле Ф.О., Кариуки С., Нален Б.Л., Лал А.А., Удхаякумар В. (2002). «Защитное действие гена серповидноклеточной анемии против заболеваемости и смертности от малярии». Ланцет . 359 (9314): 1311–1312. дои : 10.1016/S0140-6736(02)08273-9 . ПМИД 11965279 . S2CID 37952036 .
- ^ Кендлер К.С., Бейкер Дж.Х. (2007). «Генетическое влияние на показатели окружающей среды: систематический обзор». Психологическая медицина . 37 (5): 615–626. дои : 10.1017/S0033291706009524 . ПМИД 17176502 . S2CID 43598144 .
- ^ Дик Д.М., Агравал А., Шукит М.А., Берут Л., Хинрихс А., Фокс Л., Маллани Дж., Клонингер С.Р., Хессельброк В., Нюрнбергер Дж.И. младший, Алмаши Л., Форуд Т., Поржес Б., Эденберг Х., Беглейтер Х. (2006). «Семейное положение, алкогольная зависимость и GABRA2: доказательства корреляции и взаимодействия генов и окружающей среды». J Стад Алкоголь . 67 (2): 185–194. дои : 10.15288/jsa.2006.67.185 . ПМИД 16562401 .
- ^ Вальдман И.Д. (2007). «Пересмотр взаимодействий гена и окружающей среды: взаимодействует ли стабильность брака матери с геном дофаминового рецептора D2 в этиологии детского синдрома дефицита внимания / гиперактивности?». Развитие и психопатология . 19 (4): 1117–1128. дои : 10.1017/S0954579407000570 . ПМИД 17931438 . S2CID 25716869 .
- ^ Конг, А; и др. (2018). «Природа воспитания: влияние родительских генотипов» . Наука . 359 (6374): 424–428. Бибкод : 2018Sci...359..424K . дои : 10.1126/science.aan6877 . ПМИД 29371463 .
- ^ Бейтс, ТК; и др. (2018). «Природа воспитания: использование модели виртуальных родителей для проверки влияния воспитания детей на образовательный уровень детей в генотипированных семьях» . Твин Рес Хум Генет . 21 (2): 73–83. дои : 10.1017/thg.2018.11 . hdl : 20.500.11820/f9a9af77-14d2-4abe-b54c-ce18330ab6c0 . ПМИД 29530109 .
- ^ Уиллоуби, Э.А.; МакГью, М; Яконо, РГ; Рустичини, А; Ли, Джей-Джей (2019). «Роль родительского генотипа в предсказании лет обучения потомства: доказательства генетического воспитания» . Молекулярная психиатрия . Сначала онлайн (8): 3896–3904. дои : 10.1038/s41380-019-0494-1 . ПМК 7061492 . ПМИД 31444472 .
- ^ Д'Онофрио Б.М., Туркхаймер Э., Эмери Р.Э., Маес Х.Х., Силберг Дж., Ивс Л.Дж. (2007). «Дети близнецов изучают развод родителей и психопатологию потомства» . Журнал детской психологии и психиатрии . 48 (7): 667–675. дои : 10.1111/j.1469-7610.2007.01741.x . ПМК 2990346 . ПМИД 17593147 .