与无子女相关基因的进化压力

与无子女相关基因的进化压力
图1:男性和女性繁殖成功率的差异是累积的罕见有害遗传变异的功能。信贷:自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 04549 - 9

新的研究表明,破坏基因组的遗传变异与生殖成功率降低和不育可能性增加有关。

来自韦尔科姆桑格研究所的研究人员及其合作者证明,自然选择的一种机制正在从人群中消除破坏性的遗传变异,这可能与遗传对认知和行为特征的影响有关,这可能意味着具有这些遗传变异的男性和女性不太可能形成生殖伴侣关系。

这项研究今天(3月23日)发表在自然的研究表明,与社会人口因素和选择等更有影响的因素相比,这种遗传联系可能在无子女的总体可能性中起着非常小的作用——不到1%。然而,尽管对个体的影响非常小,但研究人员认为,这些遗传变异可能会在很大程度上影响基因的进化方式。

虽然我们的基因组中99.9%的DNA在任何两个人之间是相同的,但有一些小的差异被称为遗传变异。通过突变的过程产生了新的遗传变异,每个孩子的基因组中都会有少量的变化,这些变化与他们的亲生父母不同。

在某些情况下,遗传变异会对基因组造成损害,并可能导致疾病或残疾。这些破坏性的基因变异是人体DNA的变化,会干扰受影响基因编码的蛋白质的功能。

其中一些破坏性的基因变异会导致神经发育障碍。许多患有这些疾病的患者目前尚未得到诊断.有强有力的证据表明,这些未确诊的患者中有一些具有破坏性的基因变异,这些基因变异会增加疾病的风险,但这些尚未与疾病联系起来。最有可能与疾病有关的破坏性遗传变异是少数基因,在一般人群中表现出明显的破坏性遗传变异耗竭。

在这项新研究中,Wellcome Sanger研究所的研究人员和他们的合作者开始精确定位可能导致这一基因子集中破坏性遗传变异的进化过程,希望利用这些信息更好地为他们寻找神经发育障碍的新遗传原因提供信息。研究小组最初并没有着手研究影响不育或生殖成功的遗传和非遗传因素,而是想看看生殖成功是否可能是一种替代机制,而不是疾病,导致这些基因中破坏性遗传变异的枯竭。

研究人员利用来自34万多名英国生物银行参与者的数据,通过计算每个人在整个基因组中携带多少破坏性遗传变异,即他们的“遗传负担”,研究了破坏性遗传变异是否与较低的繁殖成功率有关。他们测试了遗传负担是否与英国生物银行参与者的孩子数量有关,发现遗传负担最高的男性平均少生0.26个孩子,但在女性中没有发现这一点。研究小组还发现,基因负担的增加与男性和女性无子女的几率增加有关,但男性的情况更为严重。

研究人员随后通过研究遗传负担是否与男性或女性的不孕症(无法产生可存活的卵子或精子)有关来调查为什么遗传负担可能与无子女有关,结果发现并非如此。

研究小组还研究了遗传负担是否与其他疾病有关这可能会对不育产生影响,并发现受损的基因组不太可能会增加健康状况的风险,这可以完全解释基因组减少的原因

然而,研究人员确实发现,基因负担较高的男性和女性都更有可能患有精神健康障碍。此外,那些遗传负担较高的人不太可能在考试中表现良好拥有大学学位的可能性更低,家庭收入更低或生活在贫困地区的可能性更大。

研究小组发现,与基因负担相似的女性相比,基因负担较高的男性在家里没有伴侣的可能性更大。

通过比较这些不同的因素以及与遗传负担的任何关联,研究人员得出结论,遗传负担与男性无子女之间的关联更有可能是由于破坏性的遗传变异对认知和行为特征的影响,这可能会降低他们找到伴侣生育孩子的机会。他们的研究结果表明,这些破坏性的基因变异可能在某种程度上是在负选择下发生的,这与达尔文的性选择理论是一致的,特别是由于一种被称为配偶选择的现象。

研究人员强调,与无子女的遗传关联不能用来预测谁会或不会保持无子女,因为它解释了不到1%的无子女总体可能性。其他因素,如不孕、社会经济地位和选择,更有可能与不要孩子有关。

“需要强调的是,我们还没有发现‘不育基因’,因为这意味着基因变异对某人是否会生育有很强的因果影响。相反,我们已经证明,基因组受损的人,尤其是男性,没有孩子的可能性略高。这可能是由于破坏性的基因变异对认知和行为特征的影响,这使得这些男性不太可能找到一个伴侣来生孩子。同样,我们也不能用这些结果来“预测”这些有害的基因变异是否会与不育有关,因为遗传和环境都会影响我们的行为,第一作者尤金·加德纳博士说,他以前来自威康桑格研究所,现在就职于剑桥大学MRC流行病学部门。

“自愿没有孩子和找不到伴侣会产生深远的心理影响。我们希望我们的研究能激发更多的研究,探索影响无子女的因素,尤其是男性,与女性无子女相比,这方面的研究相对较少,我们还希望有更多的研究来研究无子女与心理健康之间的关系,”韦康桑格研究所人类遗传学负责人马修·赫尔斯教授说。


进一步探索

使用MPRA确定遗传变异和人类表型之间的联系

更多信息:Eugene J. Gardner等人,生殖成功率降低与人类基因的选择性约束有关,自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 04549 - 9
期刊信息: 自然

引用:与无子女相关的基因进化压力(2022,3月24日)检索于2022年10月31日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-03-evolutionary-pressures-genes-childlessness.html
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