你无法控制自己的身高,但 12,000 个基因变异可能在起作用

基因并非身高的唯一预测因素:环境也扮演着重要角色。
A young woman measures a child's height.
一旦停止生长,身高就不会改变——这使其成为遗传学家研究的一个好特征。Deposit Photos

你对自己的身高几乎没有发言权。身高是基于基因的变异——而且数量众多。2020 年的研究发现,多达 10,000 个基因可能解释了人类身高的差异。现在,同一批统计遗传学家与国际 GIANT 联盟合作,进一步调查了与身高相关的遗传联系。

根据周三发表在《Nature》杂志上的报告,在这项迄今为止规模最大的全基因组关联研究中,他们更新了计算结果,增加了 2,111 个影响个人身高的基因变异。在具有欧洲血统的人群中,约 40% 的身高差异是由已识别的基因解释的。

“人们普遍认为,像身高、智力或眼色这样的某些特征是由一两个‘主基因’决定的,这是常见的误解,”凯斯西储大学医学院遗传学和基因组科学副教授丽贝卡·达拉 (Rebecca Darrah) 说,她并未参与这项研究。“但实际上,数千个遗传变量与环境相互作用,决定了这些特征。‘这项引人入胜的研究表明,实际上有超过 12,000 个不同的基因变异影响着欧洲人群的身高,’达拉说,‘对于体重这样更复杂的性状,数量可能要多得多。’”

论文的作者指出,身高是一个很好的模型性状进行研究。艾琳妮·马鲁利 (Eirini Marouli),伦敦玛丽女王大学计算生物学高级讲师,也是该研究的联合第一作者,表示身高易于测量——成年人的身高不会像体重或一个人的智商那样随时间变化——并且其遗传度很高,这意味着你的父母更有可能遗传与身高相关的基因。然而,基因并非身高的唯一预测因素。环境因素,如蛋白质摄入不足、接触某些传染病和运动,也会与基因相互作用并影响一个人的整体生长。

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在 GIANT 联盟的帮助下,团队将样本量从最初的70 万人扩大到410 万人,最终达到 540 万人,来自 281 项参与研究。与之前仅抽样欧洲血统个体基因组的遗传学研究不同,这项研究纳入了超过一百万名东亚、西班牙裔、非洲和南亚血统的参与者(尽管大多数结果来自欧洲血统的人群)。

基于这 500 万份 DNA 样本,研究发现了 12,111 个单核苷酸多态性 (SNP)——DNA 序列中的单个碱基取代——可以解释身高的差异,占基因组长度的约 21%。

人类遗传物质包含的不仅仅是基因本身。大多数影响身高的已识别基因变异存在于 7,209 个非基因区域。其中包括调节基因表达的蛋白质。“因为这些‘可能与更细微的变化有关’,”达拉说,“这或许可以解释为什么大多数人,以及研究中的所有人,身高都在正常范围内。然而,她补充说,像这些区域的基因突变这样的剧烈变化,可能导致生长过度或侏儒症等遗传疾病。”

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在 2020 年的研究之前,双胞胎研究表明基因解释了约 60% 到 80% 的身高差异。研究作者预测,基因变异可能影响 50% 的身高变异。事实上,这 12,111 个基因解释了 40% 的欧洲血统人群的身高差异。然而,已识别的基因仅解释了非欧洲血统人群 10% 到 20% 的身高变异。

尽管这项研究样本量巨大,但非欧洲人群的地理多样性仍然不足,正如伦敦大学学院遗传流行病学教授卡罗琳·库申贝克 (Karoline Kuchenbaecker) 在《Nature》研究伴随的社论中指出的那样。例如,虽然研究包含了非洲裔人群的数据,但只有 0.4% 的参与者实际上来自非洲大陆。库申贝克认为,由于一个人的环境会影响基因,因此这项研究可能未能捕捉到非洲的多样性。

马鲁利同意,未来的工作需要更好地捕捉非欧洲人群的祖先多样性。“增加非欧洲血统个体的数量对于提高预测准确性至关重要,并且可能有助于找到特定群体独有的基因变异,”她说。从基因组层面理解身高,将能使临床医生能够诊断和治疗引起身高显著变化的遗传性疾病。

 

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Jocelyn Solis-Moreira

健康与科学记者(自由职业)

Jocelyn Solis-Moreira(她/她)是Popular Science的科学撰稿人。她报道的主题广泛,包括神经科学、气候变化、心理健康和传染病。Jocelyn完成当天的工作后,你会在空中舞蹈工作室里找到她。


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