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你听说过Epistasis吗?

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-06-23
​ 和单基因孟德尔遗传疾病的研究相比,复杂疾病的研究虽然取得了一定成效,但还远远谈不上成功,因为影响复杂疾病的因素实在是太多了,比如疾病性状相关的基因座数量很多,等

和单基因孟德尔遗传疾病的研究相比,复杂疾病的研究虽然取得了一定成效,但还远远谈不上成功,因为影响复杂疾病的因素实在是太多了,比如疾病性状相关的基因座数量很多,等位基因的不完全显性,环境因素的影响等等。其中在复杂疾病的遗传学研究中,有一大热点内容​​Epistasis​​,通常称之为上位性。

要理解这个概念,我们从遗传学中的基因互作谈起,由多对基因共同决定某一性状的遗传现象,称之为多因一效​​multigenic effect​​, 多因一效的不同基因之间存在相互作用。其中,又可以细分为以下两类

  • intragenic interaction, 基因内的互作,指的是等位基因的Allele在决定性状时的关系,就是我们常说的完全线性,不完全显性,共显性等
  • intergenic interaction, 基因间的互作,指的是非等位基因间的互作
  • 上位性就属于非等位基因互作模型中的一种,非等位基因间的互作有多种模型,详细解释如下

    1. 互补作用

    complementary effect, 该模型下,两对非等位基因决的性状有两种类型,当两对基因都是显性时是一种性状,当一对为显性,或者两对都为隐性时是另外一种性状,以两个基因座​​B​​​和​​G​​为例,示意如下

    你听说过Epistasis吗?_数据

    两对基因都为显性时是黑色,其他情况下是白色。

    2. 积加作用

    additive effect, 该模型下,两个基因都为显性时是一种性状,都为隐性时是一种性状,其他情况下又是另外一种性状,示意如下

    你听说过Epistasis吗?_数据分析_02

    3. 重叠作用

    duplicate effect, 该模型下,多个基因对性状的影响是相同的,这些基因可以看做是重复基因,只需要任意一个基因为显性,对应的性状就能表现出来,示意如下

    你听说过Epistasis吗?_数据_03

    4. 上位作用

    epistatic effect, 指的是决定表型时,一个基因对另外一个基因有遮盖作用,以下图数据为例

    你听说过Epistasis吗?_数据_04

    可以看到,当G为显性时,无论B是什么基因型,都是​​black​​​的性状,当G为隐性时,根据B的显性和隐性,出现了​​white​​​和​​grey​​​两种性状。对于这样的情况,我们称基因G对基因B有遮盖作用,其中起遮盖作用的是​​G​​​这个显性Allele,基因G是基因B的上位基因。
    又分为以下两种

  • 显性上位,epistatic dominance
  • 隐性上位,epistatic recessiveness
  • 区别就在于起遮盖作用的显性还是隐性基因,隐性上位的效果如下

    你听说过Epistasis吗?_数据分析_05

    可以看到,当G为隐性时,无论B是什么基因型,都是​​white​​​的性状;当G为显性时,根据B的显性和隐性,出现了​​grey​​​和​​black​​两种性状。

    5. 抑制作用

    也称之为显性抑制,指的是一个基因本身并不会对性状造成影响,但是它的显性Allele会抑制另外一个基因的作用,示意如下

    你听说过Epistasis吗?_数据_06

    可以看到,当基因B为显性时,无论基因G是什么基因型,性状都是​​white​​​,当基因B为隐性时,基因G的作用得以体现,显性​​G​​​对应性状black, 隐性​​g​​​对应性状​​white​​。

    基因间互作的模式有多种,在复杂疾病的研究中,上位性研究的最为火热。上位性是基因相互作用的一种模式,本质是SNP位点间的一种互作。在进行复杂疾病的GWAS研究时,综合考虑基因型,SNP之间的互作,基因型与环境之间的互作等各种因素,有助于更加精确的进行GWAS分析。

    ·end·


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