Genetické předky a kouření rodičů spojené s novými genetickými změnami u dětí

Nový výzkum zjistil, že výběr předků a životní styl může ovlivnit míru a typ nových genetických změn, které vznikají u jejich dětí.

Publikováno v Přírodní komunikaceVědci z Wellcome Sanger Institute, University of Cambridge a jejich spolupracovníci analyzovali údaje o sekvenci celého genomu z 10 000 rodičovských „tria“. Studovali vliv předků, běžných genetických variant a Environmentální faktory o sazbách a typech znovu Mutace (DNMS) – Obecné změny, které vznikají ve vajíčce nebo spermiích a jsou předávány potomkům.

Studie vrhá světlo na faktory, které ovlivňují rychlost a vzorce nových genetických variací u lidí. Výsledky budou také informovat budoucí studie o populaci a lékařské genetice, ve kterých jsou modely míry mutace důležitými parametry.

Zárodečné buňky – Eggs a Spermie – úměrně integrita genetických informací, která je předávána dětem. Zatímco většina nových změn, ke kterým dochází v DNA, bývá buď neškodná nebo mírně škodlivá, malá frakce může vést k závažným genetickým podmínkám. V důsledku toho míra mutace v zárodečné buňky je udržován výjimečně nízký, aby se snížilo riziko předávání škodlivých změn.

Zatímco vědci vědí, že zvyšující se rodičovský věk – zejména otcovský věk – je spojen s více genetickými změnami v zárodečných buňkách, tento faktor vysvětluje pouze určité změny míry mutace. Kromě účinků chemoterapie a vzácných variant v genech zapojených do opravy DNA je známo o dalších faktorech ovlivňujících rychlost DNM.

V nové studii se vědci snažili prozkoumat vliv předků, běžné genetické varianty a kouření na míře a vzorcích DNM, které vznikají u dětí. Provedli dosud největší studii DNM a analyzovali asi 10 000 celých genomů „tria“ rodičů-dva rodiče a jejich dítě-od projektu 100 000 genomů.

Porovnáním DNA každého dítěte s DNA s rodiči mohli vědci identifikovat nové genetické varianty, které vznikly ve vejci nebo spermii a byly předány dítěti, ale které nebyly přítomny v genomech rodičů. Tento přístup umožnil týmu vytvořit katalog téměř 690 000 DNM.

Studie odhalila, že různé skupiny předků mají malé rozdíly v počtu nových genetických mutací předávaných dětem – například v průměru bylo v afrických skupinách v průměru asi 64 nových DNM na generaci v evropských, amerických a jihoasijských skupinách. Rodičovský věk, zejména věk otce, má však mnohem větší dopad. Každý rok otcova věku přidává asi 1,5 mutace, zatímco každý rok věku matky přidává asi 0,4. Rozdíl mezi rodiči s africkými versus jinými genetickými předky je tedy přibližně stejný jako s otcem, který je o dva roky starší.

Vědci naznačují, že rozdíly by mohly pramenit z vlivů prostředí a/nebo genetických faktorů, které se liší mezi populacemi. Je zajímavé, že nenašli žádné důkazy, že běžná genetická variabilita ovlivňuje míru DNM u lidí evropského předků, ačkoli to nevylučuje, že průměrné genetické rozdíly mezi skupinami předků přispívají k rozdílům v míře DNM.

Výzkum také odhalil souvislost mezi kouřením rodičů a vyšší mírou DNM u dětí. Vědci zjistili, že děti rodičů, kteří zdokumentovali historii kouření ve svých zdravotních záznamech, vykazovaly malý, ale statisticky významný nárůst počtu DNM ve srovnání s dětmi nekuřáků. Analýza naznačuje průměrně zhruba 2% nárůstu počtu mutací. Účinek je velmi malý – ekvivalent méně než jednoho dalšího DNM na rodičovského kouření během jejich reprodukční životnosti, podobný účinku, který otec bude o rok starší v době početí.

Vědci poznamenávají, že je příliš brzy na to, aby řekli, zda přímo kouření rodičů příčiny tyto nové mutaceprotože to může být spojeno pouze s jinými mutageny. Tato studie je však významným krokem vpřed při pohledu na to, jak genetický předky a životní styl rodičů korelují s mírou nových genetických změn.

Tato zjištění mohou mít vliv na budoucí genetické studie o historii a dynamice populace, jakož i na studie usilující o identifikaci genů zapojených do vzácných poruch pomocí DNM. Tyto studie v současné době předpokládají stejnou míru a vzorec změn DNA pro všechny skupiny předků. Je možné, že úpravy současných modelů, které mají zohlednit tato nová zjištění, je mohou učinit silnějšími nebo pomoci upřesnit závěry.

Dr. Aylwyn Scally, autor spolu-senior na University of Cambridge, řekl: „Čistá stupnice projektu 100 000 genomů představila skvělou příležitost prozkoumat účinky a expozice, které vysvětlují míry a vzorce změn DNA. Takeaway je taková, že sazby jsou v tom znovu Mutace je většinou poháněna rodičovským věkem, ale předchůdce a faktory prostředí, jako je kouření, mohou udělat malý otisk. ““

Dr. Raheleh Rahbari, autor spolu-seniorů a vedoucí skupiny v Institutu Wellcome Sanger Institute, řekl: „Zatímco Evoluce se snažila vyvinout mechanismy pro ochranu DNA, které předáváme našim potomkům, ukázala, že není plně chráněna před určitými expozicemi. znovu Míra mutace. “

Dr. Hilary Martinová, spolupracovává a vedoucí skupiny v Institutu Wellcome Sanger Institute, uvedla: „Nové genetické změny, které vznikají ve vajíčkách nebo spermatických buňkách, vedou k genetické rozmanitosti v populaci, takže každý z nás může také způsobit vzácné genetické poruchy. V naší studii jsme byli schopni vidět poprvé člověka původ A dokonce i volba životního stylu jejich rodiny, jako je kouření, jsou spojeny s počtem nových změn DNA, které vznikají v jejich genomu. Tyto účinky jsou malé, ale tyto zjištění však zvyšují naše chápání faktorů spojených s tímto základním biologickým procesem. “