Ο Στυλιανός Λουκά κέρδισε το βραβείο Science & SciLifeLab για νέους επιστήμονες | Biology.gr

Πόσα γονίδια μας βοηθούν να ψηλώσουμε;

1, 2, 3; ….  Όχι,  μόνο 700!!!

Τimage_629201375233AMο ύψος αποτελεί ένα μετρήσιμο χαρακτηριστικό και επηρεάζεται:

  • κατά περίπου 60-80% από γενετικούς παράγοντες και
  • κατά 20-40% από περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Κατά καιρούς έχουν αναπτυχθεί διάφοροι τρόποι πρόβλεψης και υπολογισμού του ύψους ενός παιδιού, με βάση το ύψος των γονέων αλλά και λαμβάνοντας υπόψη άλλους παράγοντες, όπως το περιβάλλον, η διατροφή του ατόμου, η πιθανή λήψη ορμονών εξωγενώς, αλλά και η γεωγραφική περιοχή από την οποία κατάγεται, καθώς διαφορετικοί πληθυσμοί έχουν και διαφορές στο μέσο όρο ύψους.  Σε κάθε περίπτωση πρόκειται για ένα ανθρωπομετρικό χαρακτηριστικό το οποίο κινεί το ενδιαφέρον των επιστημόνων και γίνονται συνεχώς μελέτες πάνω σε αυτό.

Η μεγαλύτερη μελέτη στο σύνολο του γονιδιώματος που έχει πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα και περιλαμβάνει περισσότερα από 300 ερευνητικά ιδρύματα και περισσότερους από 250.000 συμμετέχοντες, μας αποκαλύπτει ότι οι γενετικοί τόποι που εμπλέκονται στον καθορισμό του ύψους είναι πάνω από 400! Η συγκεκριμένη μελέτη όχι μόνο προσθέτει πληροφορίες στα όσα ήδη γνωρίζαμε για τη βιολογία του ύψους αλλά και παρουσιάζει μια νέα προσέγγιση στη μελέτη των μετρήσιμων χαρακτηριστικών –όπως είναι το ύψος- σε φυσιολογικές ή παθολογικές καταστάσεις, όπου πλέον είναι γνωστό ότι η δράση ενός συνόλου γονιδίων είναι αυτή που φέρνει το τελικό αποτέλεσμα και όχι η δράση ενός μόνο γονιδίου.

Η έρευνα αυτή συντονίστηκε από το Ιnternational Genetic Investigation of Anthropometric Traits (GIANT) Consortium και τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στις 5 Οκτωβρίου 2014 στο επιστημονικό περιοδικό NatureGenetics.  “Το ύψος είναι ένα χαρακτηριστικό που καθορίζεται σχεδόν αποκλειστικά από το γενετικό υπόβαθρο του ατόμου, ωστόσο οι προηγούμενες μελέτες μας κατάφεραν να τεκμηριώσουν την επιρροή των γονιδίων στη διαμόρφωση του ύψους  μόνο κατά ένα ποσοστό 10%” λέει ο Joel Hirschhorn, MD, PhD, στο Boston Children’s Hospital και στο Broad Institute of MIT and Harvard, επικεφαλής του GIANT Consortium και ένας από τους κύριους συγγραφείς της δημοσίευσης. Συνεχίζει τονίζοντας ότι “τώρα που διπλασιάστηκε ο αριθμός των συμμετεχόντων στην έρευνα κατορθώσαμε να έχουμε μια πληρέστερη εικόνα του πώς κοινοί γενετικοί πολυμορφισμοί μπορούν να επηρεάσουν το ύψος, πόσοι πολυμορφισμοί είναι αυτοί και σε τι βαθμό το επηρεάζουν.

DaltonBrothers

 Οι επιστήμονες που πήραν μέρος στην έρευνα μοιράστηκαν και ανέλυσαν δεδομένα από τα γονιδιώματα 253,288 ανθρώπων. Έλεγξαν περίπου 2.000.000 κοινούς γενετικούς πολυμορφισμούς –που εμφανίζονται τουλάχιστον στο 5% του συνόλου των ατόμων που συμμετείχαν στην έρευνα- από τους οποίους οι 697 πολυμορφισμοί (σε 424 γενετικούς τόπους) βρέθηκε ότι σχετίζονται με το ύψος. Ο αριθμός αυτός των πολυμορφισμών είναι ο μεγαλύτερος μέχρι σήμερα αριθμός πολυμορφισμών που έχουν συσχετισθεί με οποιοδήποτε μετρήσιμο χαρακτηριστικό!

αρχείο λήψης

Βέβαια δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι εκτός από το DNA αυτό καθαυτό, δηλαδή την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων, σημαντική επίδραση στο ύψος μπορεί να έχουν και οι επιγενετικές τροποποιήσεις! Πιο συγκεκριμένα έχει αναφερθεί ότι η μεθυλίωση του DNA παίζει ρόλο στον καθορισμό του ύψους, καθώς σε ένα μεγάλο ποσοστό των γονιδίων που σχετίζονται με το ύψος  έχουν εντοπιστεί περιοχές μεθυλίωσης! Επομένως η έκφραση των συγκεκριμένων γονιδίων μπορεί να μειώνεται ή και να σταματά με τρόπο επιγενετικά ελεγχόμενο.

Όλο και πιο κοντά στο στόχο!

“Μπορούμε πλέον να εξηγήσουμε το 20% της κληρονομικότητας του ύψους, σε σχέση με το 10-12% όπου ήμαστε πριν μερικά χρόνια” λέει ένας από τους κύριους συγγραφείς της δημοσίευσης, ο Tonu Esko, PhD,  ο οποίος συνεργάζεται με το Boston Children’s Hospital, το Broad Institute και το Πανεπιστήμιο Tartu στην Εσθονία.

“Η μελέτη αυτή επίσης περιορίζει τον αριθμό των γενετικών περιοχών που περιέχουν μια ουσιαστική αναλογία ποικιλομορφίας και οι οποίες για να μελετηθούν περαιτέρω χρειαζόμαστε ακόμα μεγαλύτερο αριθμό δειγμάτων” προσθέτει ένας ακόμα εκ των συγγραφέων της δημοσίευσης, ο Peter Visscher, PhD, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο  x του Queensland, στην Αυστραλία.

Το ύψος αποτελεί ένα χαρακτηριστικό-μοντέλο για να μελετήσει κανείς τη γενετική του ανθρώπου, ειδικά σε ό,τι αφορά τη δράση πολλών γονιδίων για τον καθορισμό ενός χαρακτηριστικού. Το ύψος είναι εύκολα μετρήσιμο και επιπλέον παρουσιάζει αρκετά μεγάλο βαθμό κληρονομικότητας, άρα είναι σαφές ότι καθορίζεται σε πολύ μεγάλο βαθμό (περίπου κατά 80% με βάση σχετικούς υπολογισμούς) γενετικά. Προηγούμενες μεγάλης κλίμακας μελέτες στο σύνολο του γονιδιώματος (Genome Wide Association Studies, GWAS) υποδεικνύουν ότι το ύψος καθορίζεται από αρκετά μεγάλο αριθμό γονιδίων και μάλιστα προτείνουν ότι στην πλειοψηφία τους οι κληρονομήσιμες αλλαγές προκύπτουν από κοινούς πολυμορφισμούς και όχι σπάνιους. “Η μελέτη αυτή διπλασιάζοντας τον αριθμό των συμμετεχόντων κατόρθωσε να αυξήσει τη στατιστική σημαντικότητα των αποτελεσμάτων”, δηλώνει ο Hirschhorn και συμπληρώνει ότι “τα αποτελέσματά μας δίνουν προτεραιότητα σε συγκεκριμένα γονίδια και βιοχημικά μονοπάτια ως κυρίως σημαντικά στην ανάπτυξη του σκελετού κατά την παιδική ηλικία”.

«Το 2007 δημοσιεύσαμε το πρώτο άρθρο στο οποίο ταυτοποιούσαμε το πρώτο γονίδιο υπεύθυνο για τον καθορισμό του ύψους και αυτή τη στιγμή έχουμε ανακαλύψει περίπου 700 γενετικούς πολυμορφισμούς που σχετίζονται με το ύψος!» λέει ένας εκ των συγγραφέων, ο Timothy Frayling, PhD, από το Πανεπιστήμιο του Exeter, στη Μεγάλη Βρετανία και συμπληρώνει «Πιστεύουμε ότι τέτοιου είδους μεγάλης κλίμακας μελέτες στο σύνολο του γονιδιώματος μπορούν να αποκαλύψουν αντίστοιχους αριθμούς και για άλλα χαρακτηριστικά ή ασθένειες».

Πολλοί από τους 697 γενετικούς πολυμορφισμούς  βρέθηκαν κοντά σε γονίδια που είναι γνωστό ότι      εμπλέκονται στην ανάπτυξη, ωστόσο υπήρξαν και πολυμορφισμοί-έκπληξη! «Αποκαλύψαμε μονοπάτια που ήδη γνωρίζαμε ότι ήταν σημαντικά αλλά δεν είχαν φανεί σε προηγούμενες μελέτες», λέει ο Hirschhorn, ο οποίος είναι και ενδοκρινολόγος στο Boston Children’s Hospital. «Πολλά από τα γονίδια που ταυτοποιήσαμε φαίνεται να αποτελούν σημαντικούς ρυθμιστές της ανάπτυξης του σκελετού αλλά δεν το γνωρίζαμε ως τώρα. Κάποια άλλα γονίδια ίσως εμπλέκονται στην εμφάνιση αναπτυξιακών συνδρόμων σε παιδιά. Όσο αυξάνουμε τον αριθμό των δειγμάτων τόσο περισσότερα αποτελέσματα παίρνουμε!» συμπληρώνει. Για παράδειγμα το γονίδιο mTORείναι γνωστό ότι εμπλέκεται στην κυτταρική ανάπτυξη αλλά δεν είχε μέχρι σήμερα σχετισθεί με την ανάπτυξη του ανθρώπινου σκελετού. Άλλα γονίδια που θεωρούνται σημαντικά είναι γονίδια που εμπλέκονται στο μεταβολισμό του κολλαγόνου καθώς και άλλα δίκτυα γονιδίων ενεργών στις περιοχές των μακρών οστών.

Μελλοντικός στόχος της έρευνας είναι να αναλύσει πολυμορφισμούς που εμφανίζονται με συχνότητα μικρότερη του 5% , καθώς και να εξετάσει την ύπαρξη πολυμορφισμών σε περιοχές που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνη.

Print Friendly, PDF & Email
ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗ

Εγγραφείτε στο Newsletter μας!

Μείνετε ενήμεροι για νέα και άρθρα μας.