مطالعه‌ای بر ده‌ها ویژگی انسانی نشان می‌دهد که معماری ژنتیکی در نقاط افقی تغییر می‌کند.
افراد دارای کلسترول، گلوکز خون، اندازه بدن و سایر ویژگی‌های قابل اندازه‌گیری بسیار بالا یا پایین، ممکن است گاهی توضیح ژنتیکی ساده‌تری نسبت به آنچه دانشمندان فرض کرده بودند، داشته باشند. یک مطالعه جدید پیشنهاد می‌کند که واریانت‌های ژنتیکی نادر با اثرات نسبتاً بزرگ، ممکن است نقش بی‌سابقه‌ای در سوق دادن برخی افراد به نقاط افقی طیف انسانی ایفا کنند.
این یافته مدل معمول برای بسیاری از ویژگی‌های رایج را که چندژنی (polygenic) تلقی می‌شوند، به چالش می‌کشد. در آن مدل، هزاران واریانت ژنتیکی رایج هر کدام اثر کوچکی دارند. محققان در مدرسه پزشکی آیکان در کوه سینا شواهدی یافتند که این توضیح ممکن است به طور یکسان برای همه اعمال نشود، به ویژه برای افرادی که اندازه‌گیری‌هایشان در انتهای دور توزیع یک ویژگی قرار دارد.
مسیر ژنتیکی متفاوت برای ویژگی‌های افراطی
«ما معمولاً فکر می‌کنیم که این ویژگی‌ها توسط هزاران تغییر ژنتیکی شکل گرفته‌اند که هر کدام اثر بسیار کمی دارند»، می‌گوید پل او ریلی (Paul O’Reilly)، نویسنده ارشد و استاد ژنتیک آماری در بخش ژنتیک و علوم ژنومیک در مدرسه پزشکی آیکان در کوه سینا در نیویورک. «اما یافته‌های ما پیشنهاد می‌کند که برخی افراد به دلیل تعداد بسیار کمتری از واریانت‌های ژنتیکی نادر با اثرات بسیار قوی‌تر، در انتهای طیف ویژگی‌ها قرار دارند. اگر بتوانیم این افراد را شناسایی کنیم، پزشکان ممکن است بتوانند مراقبت‌های پیشگیرانه یا درمان‌هایی متناسب‌تر با پروفایل خطر ژنتیکی آن‌ها ارائه دهند.»
این مطالعه که در مجله Nature منتشر شده است، ۷۴ ویژگی کمّی، شامل کلسترول، گلوکز خون، هموگلوبین، ضربان قلب، وزن بدن، قد و سن یائسگی را بررسی کرد. تحلیل از پایگاه‌های داده بزرگ ژنتیکی و بهداشتی از بانک زیستی انگلستان و برنامه تحقیقاتی «All of Us» در ایالات متحده استفاده کرد.
پژوهشگران بر این موضوع تمرکز کردند که آیا خودِ معماری ژنتیکی در نقاط افقی تغییر می‌کند یا خیر. آن‌ها آزمایش کردند که آیا افراد با اندازه‌گیری‌های فوق‌العاده بالا یا پایین، بیشتر از جمعیت عمومی احتمال حمل واریانت‌های نادر قادر به تولید اثرات بیولوژیکی بسیار بزرگ‌تر را دارند یا نه.
چرا واریانت‌های نادر ممکن است در نقاط افقی خوشه‌بندی شوند
این فرضیه همچنین با یک پیش‌بینی اساسی از زیست‌شناسی تکاملی مطابقت دارد. واریانت‌های ژنتیکی که یک ویژگی بیولوژیکی را به شدت به سمت نقطه افقی سوق می‌دهند، گاهی اوقات می‌توانند بقا یا موفقیت تولیدمثلی را کاهش دهند. در طول نسل‌های متعدد، انتخاب طبیعی می‌تواند چنین واریانت‌هایی را در جمعیت غیرمعمول نگه دارد.
این بدان معناست که واریانت‌های رایج با اثرات کوچک ممکن است بخش زیادی از تنوع مشاهده شده در اکثر مردم را توضیح دهند، در حالی که واریانت‌های نادرتر با اثرات قوی‌تر ممکن است به طور نامتناسبی در میان افراد در انتهای توزیع نمایانگر شوند.
«هدف ما این بود که بهتر بفهمیم آیا مقادیر افراطی ویژگی‌ها ممکن است گاهی از نوع دیگری از معماری ژنتیکی ناشی شوند»، می‌گوید دکتر او ریلی. «اگر چنین باشد، این می‌تواند در نهایت به محققان کمک کند تا مسیرهای بیولوژیکی را که در بیماری اهمیت ویژه‌ای دارند، شناسایی کنند.»
دو روش برای آزمایش یک ایده
برای بررسی این امکان، تیم دو رویکرد آماری مکمل توسعه داد. یکی الگوهای ژنتیکی را در سطح جمعیت بررسی کرد، در حالی که دیگری مقادیر ویژگی‌ها را بین خواهر و برادرها مقایسه نمود.
استفاده از هر دو رویکرد به پژوهشگران راه‌های مختلفی برای آزمایش اینکه آیا افراد در نقاط افقی الگوهای ژنتیکی متمایزی از جمعیت گسترده‌تر نشان می‌دهند یا خیر، داد. در سراسر ۷۴ ویژگی، تحلیل‌ها شواهدی سازگار با مشارکت بیشتر واریانت‌های نادر با اثر بزرگ در میان برخی افراد با اندازه‌گیری‌های فوق‌العاده بالا یا پایین تولید کردند.
«با تمرکز بر افراد در نقاط افقی، ممکن است بتوانیم سیگنال‌های بیولوژیکی واضح‌تری را کشف کنیم که در جمعیت عمومی تشخیص آن‌ها دشوارتر است»، می‌گوید دکتر او ریلی.
پیوندهای بالقوه با بیماری‌های رایج
بسیاری از ویژگی‌های بررسی شده ارتباط نزدیکی با بیماری‌های رایج دارند. گلوکز خون بسیار بالا می‌تواند با دیابت مرتبط باشد، در حالی که سطوح غیرطبیعی کلسترول می‌تواند به بیماری قلبی عروقی و خطر سکته مغزی کمک کند. بنابراین شناسایی واریانت‌های نادری که این ویژگی‌ها را به شدت تغییر می‌دهند، می‌تواند به محققان کمک کند تا ژن‌ها و مسیرهای بیولوژیکی را که اثرات به ویژه بزرگی بر فرآیندهای مرتبط با بیماری دارند، جدا کنند.
عوامل محیطی و سبک زندگی همچنان بخش اصلی دیگری از تصویر هستند. رژیم غذایی، فعالیت بدنی، داروها، بیماری، شرایط اقتصادی-اجتماعی و سایر مواجهات می‌توانند بر ویژگی‌های بهداشتی قابل اندازه‌گیری تأثیر بگذارند و مطالعه عمدتاً برای بررسی مشارکت‌های ژنتیکی طراحی شده است، نه برای توجیه کامل آن اثرات.
آنچه محققان هنوز باید یاد بگیرند
نویسندگان هشدار می‌دهند که کار بیشتری لازم است تا مشخص شود این الگو چگونه به طور مداوم در جمعیت‌ها و ویژگی‌های مختلف ظاهر می‌شود. پایگاه‌های داده ژنتیکی بزرگ، همه تبارها را به طور برابر نمایندگی نمی‌کنند و مشارکت واریانت‌های نادر می‌تواند به طور قابل توجهی بین جمعیت‌ها متفاوت باشد.
مطالعات آینده همچنین باید واریانت‌های نادر خاصی را که مسئول قوی‌ترین اثرات هستند شناسایی کنند و تعیین کنند که چگونه آن‌ها مسیرهای بیولوژیکی متصل به بیماری را تغییر می‌دهند.
مرجع: “Distinct genetic architecture in the tails of complex traits” by T. Souaiaia, H. M. Wu, A. P. S. Ori, S. W. Choi, C. J. Hoggart and P. F. O’Reilly, 27 May 2026, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-026-10516-5
هیچ پیشرفتی را از دست ندهید: به خبرنامه SciTechDaily بپیوندید.
ما را در گوگل و Google News دنبال کنید.