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Lo studio identifica un nuovo effetto nocivo dei geni che causano le malattie ereditate

Gli scienziati hanno identificato un nuovo effetto nocivo dei geni che causano le malattie ereditate, pubblicante oggi i loro risultati nel eLife.

Il loro studio suggerisce che questi geni impediscano l'adattamento (o l'evoluzione dei geni utili) l'avvenimento intorno loro nel genoma, permettendoli di persistere più lungamente in popolazioni umane impedendo la loro propria rimozione dalle spazzate selettive.

I risultati forniscono le nuove comprensioni sui trattamenti evolutivi durante i 50.000 anni ultimi che hanno permesso che alcuni geni malattia-causanti persistessero in popolazioni umane, malgrado i loro effetti nocivi.

Il sequenziamento del genoma avanzato sta permettendo che gli scienziati imparassero più circa l'evoluzione delle malattie e dei tratti più utili in esseri umani. Ma la ricerca limitata sui geni di malattia mette a fuoco sui trattamenti evolutivi che accadono durante i 50.000 anni ultimi. La nostra comprensione della relazione fra la malattia e l'adattamento nel genoma umano è stata ostacolata da questo spazio nelle informazioni più recenti.„

Di di Chenlu, primo autore, studente di PhD al laboratorio di Enard, dipartimento di ecologia & biologia evolutiva, università dell'Arizona, Tucson, Stati Uniti

Per colmare questa lacuna, i Di ed i colleghi hanno confrontato le tariffe di adattamento genetico recente in geni malattia-collegati e nei geni di non malattia in 26 popolazioni umane distinte intorno al mondo che sono state incluse nel progetto di 1000 genoma. Hanno compreso soltanto le malattie ereditate che sono causate dalle mutazioni in un singolo gene, che sono chiamate malattie di Mendelian. Questi hanno un reticolo semplice dell'eredità in cui un bambino può ereditare una malattia se ottengono ad una copia di un gene malattia-causante dominante da uno i loro genitori, o se ottengono due copie di un gene malattia-causante recessivo - una da ogni genitore. Il gruppo ha precisato per imparare se i geni che causano le malattie mendeliane umane hanno subito la selezione più o meno positiva che non malattia causando i geni nel genoma umano.

Hanno trovato che quello i geni malattia-causanti mendeliani recessivi erano molto probabili essere spazzati da una popolazione. I reticoli suggeriscono che un trattamento chiamato interferenza genetica possa impedire questi geni l'adattamento a in corso d'evoluzione. “Le varianti malattia-causanti recessive del gene che impediscono l'adattamento l'avvenimento nel genoma possono evitare le spazzate del gene che le pulirebbero normalmente fuori in una popolazione,„ Di spiega.

Il gruppo egualmente ha identificato alcune variazioni regionali nei reticoli di adattamento del gene quando hanno confrontato le parti differenti del genoma della stessa popolazione. Le popolazioni africane hanno avute un più forte deficit delle spazzate del gene ai geni di malattia confrontati al resto del loro genoma. In popolazioni verso est asiatiche ed europee, c'era un deficit più debole di spazzata ai geni di malattia riguardante altre parti del genoma. Gli autori dicono che questo è probabilmente dovuto i gravi ostacoli severi della popolazione che si sono presentati in popolazioni umane che hanno migrato dall'Africa e più successivamente sistemato in Asia ed Europa. Anche un piccolo numero di gente che migra sarebbe stata abbastanza per causare la perdita di quantità significativa di varianti recessive del gene che erano alle basse frequenze nel genoma.

“Inoltre vediamo un più chiaro deficit di spazzata ai geni di malattia in popolazioni africane perché ha segnali genoma di ampiezza di spazzata del pulitore globale,„ diciamo l'autore David senior Enard, assistente universitario all'ecologia & al dipartimento di biologia evolutiva, università dell'Arizona. “Questo fornisce un migliore contrasto affinchè noi distingua fra i geni di malattia ed il resto del genoma.„

Mentre lo studio fornisce le certe nuove informazioni interessanti, Enard avverte che la più ricerca è necessaria confermare questi risultati ed assicurarsi che le tendenziosità nei dati che hanno usato non abbiano distorto i risultati. Per esempio, nota che molte delle malattie mendeliane nello studio sono state identificate in Europa.

“Il nostro lavoro migliora sugli studi precedenti che provano a rivolgere questo problema importante usando i più grandi gruppi di dati del gene e con attenzione gestendo per i fattori di confusione che potrebbero provocare geni malattia-causanti ed i geni di non malattia che mostrano i reticoli differenti,„ Enard conclude. “Ma c'è più lavoro da fare per capire meglio l'adattamento genetico recente in esseri umani.„

Source:
Journal reference:

Di, C., et al. (2021) Decreased recent adaptation at human mendelian disease genes as a possible consequence of interference between advantageous and deleterious variants. eLife. doi.org/10.7554/eLife.69026.