의사의 시험방에 서서 나는 “유전학은 만성 질환에 중요하지 않다”고 말했다. 오히려 그녀는 계속해서 이렇게 말했다.
질병의 유전학을 연구하는 연구원으로서, 나는 완전히 동의하지 않습니다. 생명 요소는 누가 질병을 받고 누가 그렇지 않은지를 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 그러나 나는 전체 이야기와는 거리가 멀다. 과학자들이 2003 년에 인간 게놈에서 해고 된 이후, 연구원들은 유전학이 사람의 위험에 중요한 역할을한다는 것을 알게되었습니다.
질병의 유전성을 추정하는 데 중점을 둔 연구, 즉, 질병의 위험 차이를 설명하는 유전 적 차이는 일반적으로 유전 질환의 변화의 상당 부분을 나타냅니다. 게놈 전체의 돌연변이는 약 17% 유전성 인 제 2 형 당뇨병과 같은 질병과 약 80% 유전성 정신 분열증과 같은 질병에서 역할을하는 것으로 보인다. 단일 유전자 돌연변이가 질병을 일으키는 테이-삭스 또는 낭포 성 섬유증과 같은 질병과 달리, 만성 질환은 다 유전자 성인 경향이 있으며, 이는 게놈 전체의 많은 유전자에서 다수의 돌연변이에 의해 영향을 받는다는 것을 의미한다.
각 복잡한 질병에는 유전자 및 환경 위험 요소가 있습니다. 대부분의 연구자들은 기술적 인 과제와 크고 균일 한 데이터 세트의 부족으로 인해 이러한 요소를 개별적으로 연구합니다. 이러한 도전을 극복하기위한 일부 기술은 아직 포괄적 인 질병과 환경 노출에 적용되지 않았습니다.
최근에 발표 된 연구에서 동료 Alokes Price와 우리는 최근 사용 가능한 데이터 세트를 사용하여 유전자 및 환경 위험 요소가 생물학의 기초가되는 질병에 미치는 일반적인 효과를 정량화 할 수있는 도구를 개발했습니다.
아스피린, 유전학 및 결장암
기적 유전자의 상호 작용의 효과를 설명하기 위해 아스피린 및 결장암의 예를 고려합니다.
2001 년 Fred Hutchinson Research Center 연구원들은 아스피린이 어떻게 결장암 위험을 감소시키는 지 연구했습니다. 그들은 신체가 아스피린을 얼마나 빨리 부러 뜨린 유전자 돌연변이가 신체의 아스피린 수치가 더 많이 남아 있음을 의미하는지 궁금해했다. 그것은 결장암에 대한 약물의 보호 효과를 증가시킬 수있다. 아스피린 신진 대사가 느린 환자만이 결장암 위험이 낮았으며, 이는 약물의 효과가 사람의 유전학에 의존 할 수 있음을 나타냅니다.
이것은 환자와 같은 유전학과 다른 환경 노출의 다른 조합이 사람의 질병의 위험과 그들이 치료법이 얼마나 효과적인지에 대한 문제를 제기합니다. 약물의 효과에 직접적으로 영향을 미치는 유전 적 변이가 몇 건입니까?
결장암과 아스피린 암의 상호 작용은 드문 일입니다. 여기에는 결장암의 위험에 큰 영향을 미치는 게놈의 단일 위치가 포함됩니다. 지난 25 년간의 인간 유전학은 연구자들에게 이러한 유형의 높은 효율 돌연변이가 드물다는 것을 보여 주었다.
예를 들어, 분석에 따르면 유전자 변이체의 높이에 대한 중간 효과는 0.14 밀리미터에 불과합니다. 대신, 일반적으로 각각 작은 변형이 있지만 사람의 질병의 위험에 대한 누적 효과가있어 찾기가 어렵습니다.
연구원들은 어떻게 게놈의 수백 개의 얼룩과 같은 이러한 작은 상호 작용을 감지 할 수 있었습니까?
다형성 유전자 상호 작용
우리는 유전자 변이가 다른 환경에서 사람의 생물학에 다른 영향을 미치는 경우를 찾기 시작했습니다. 각 유전자 변이체의 작은 효과를 연속으로 감지하는 대신, 우리는 게놈 전체에 데이터를 집계하여 이러한 작은 개별 효과를 큰 효과로 변환합니다.
약 50 만 명의 사람들의 유전자 및 건강 데이터를 포함하는 대규모 데이터베이스 인 영국 Biobank의 데이터 사용 – 우리는 33 개의 특성과 높이 및 천식과 같은 복잡한 질병에 대한 수백만의 유전자 변이체의 영향을 추정했습니다. 우리는 대기 오염, 담배 흡연 및식이 모델과 같은 환경 노출을 기반으로 한 사람들을 그룹화했습니다. 마지막으로, 우리는 질병 및 바이오 마커 수준의 위험에 대한 유전학의 영향이 이러한 노출에 어떻게 다른지 연구하기 위해 통계적 테스트를 개발했습니다.
나는 중간과 같은 세 가지 유형의 상호 작용을 발견했습니다.
우선, 우리는 게놈을 따라 유전자 변이에 의해 영향을받는 19 쌍의 복잡한 특징과 환경 노출을 발견했습니다. 예를 들어, 흡연자와 비 흡연자 사이의 신체의 백혈구 수준에 대한 유전학의 영향. 두 그룹 사이의 유전자 돌연변이의 효과를 비교할 때, 유전자-메드륨 상호 작용의 힘은 흡연이 유전학이 백혈구의 수에 어떤 영향을 미치는지 변화한다고 제안했다.
둘째, 우리는 환경에 따라 특징의 유전이 변하는 사례를 찾았습니다. 다시 말해, 환경에서 다른 영향을 미치는 일부 유전자 변이가 아니라 일부 환경에서는 모두 더 강합니다. 예를 들어, 우리는 체질량 지수의 유전성 (체중과 높이 사이의 비율)이 가장 활발한 사람들의 5% 증가한 것을 발견했습니다. 이것은 유전학이 BMI에서 더 큰 역할을할수록 더 활동적이라는 것을 의미합니다. 우리는 HDL 콜레스테롤 수치와 알코올 소비뿐만 아니라 비보고되지 않은 신경증과 의지를 포함하여 28 쌍의 배지 매체를 발견했습니다.
셋째, 나는 비례 또는 일반적인 증폭이라는 상호 작용 유전자-메드륨을 검색했다. 여기서, 유전 적 영향은 높은 환경 노출로 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다. 이것은 특징에 대한 유전 적 및 환경 효과의 상대적으로 동등한 균형을 이끌어냅니다. 예를 들어, 텔레비전 시청에 소비 된 자체보고 된 시간이 증가함에 따라, 사람의 허리-웨이스트 비율의 유전자와 환경이 모두 증가했습니다. 이것은 아마도 운동 감소와 같은 텔레비전을 보는 데 소요되는 시간과 관련된 다른 행동의 영향을 반영 할 것입니다. 우리는 폐 용량 및 흡연, 포도당 수준 및 알코올 소비를 포함하여 15 쌍의 중간 메드륨을 발견했습니다.
또한 환경 노출 대신 생물학적 성관계가 유전자와의 상호 작용에 영향을 미치는 경우도 찾았습니다. 이전의 연구는 이들 유전자-텍스-성관계 상호 작용의 증거를 보여 주었고, 우리는 세 가지 유형의 상호 작용과 같은 세 가지 유형의 상호 작용에 대한 생물학적 성관계의 영향에 대한 추가 예를 발견했다. 예를 들어, 나는 신경증이 성별에 따라 다른 유전 적 영향을 미쳤다는 것을 발견했습니다.
마지막으로, 여러 유형의 유형 상호 작용이 동일한 기능에 영향을 줄 수 있음을 발견했습니다. 예를 들어, 수축기 혈압에 대한 유전자의 영향은성에 따라 달라졌으며, 일부 유전자 변이체는 남성과 여성에게 다른 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.
유전자-메드륨의 새로운 모델
이러한 독특한 유형의 유전자-메드륨 상호 작용을 어떻게 이해합니까? 우리는 그들이 연구자들이 유전 적 및 환경 위험에 기초한 생물학적 메커니즘과 유전 적 변화가 인간 사이의 질병의 차이를 유발하는 방법을 더 잘 이해하도록 도울 수 있다고 주장합니다.
동일한 기능과 관련된 유전자는 경로라는 단위에서 함께 작동합니다. 예를 들어, 우리는 적혈구의 성분 인 Hema의 제조에 관여하는 유전자가 총체적으로 Hema의 합성 경로의 일부라고 말할 수 있습니다. 신체에서 순환하는 헴으로 인한 양은 빈혈과 암의 발병으로 이어질 수있는 다른 생물학적 과정에 영향을 미칩니다. 우리의 모델은 환경 노출이 이러한 방식의 다른 부분을 변화시켜 다른 유형의 유형 상호 작용을 본 이유를 설명 할 수 있다고 제안합니다.
앞으로, 이러한 발견은 사람의 게놈에 따라 더 개인화 된 치료로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 임상의는 누군가가 심장병의 위험을 줄이거나 체중 감량을 위해 의약품을 복용하거나 신체 운동을 통해 언젠가 말할 수 있습니다.
우리의 결과 유전자-메드륨 상호 작용에 대한 연구가 어떻게 연구원들에게 유전자 및 환경 적 요인뿐만 아니라 위험을 증가시킬뿐만 아니라 신체에서 잘못되지 않은 것에 대해서도 알 수 있습니다.
(Lat Durvasula는 남부 캘리포니아 대학교 인구 및 공중 보건 과학 교수입니다. 이메일 : strash.durvasula@med.usc.ed)
(이 기사는 Creative Commons 라이센스에 따라 대화에서 다시 게시되었습니다. 여기에서 원본 항목을 읽으십시오)
게시 -2025 년 5 월 17 일 01:30 IST
