ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 3147
Скачиваний: 364
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Второй этап – выделение ДНК из клеток. Хотя слюна более чем на 99 процентов состоит из воды, она также содержит некоторые отслоившиеся клетки изо рта. Клетки во рту часто обновляются, поэтому язвы во рту заживают так быстро. ДНК физически отделяют от других веществ в слюне, вращая слюну в центрифуге.
Третий шаг — генотипирование ДНК. В небольшом количестве клеток в образце слюны недостаточно ДНК для генотипирования. По этой причине перед генотипированием мы обманом заставляем ДНК создавать миллионы копий самой себя, взламывая механизм ее дублирования.
Процесс начинается с распаковки двухцепочечной ДНК на отдельные нити, что делается простым нагреванием ДНК. Эти отдельные нити ДНК затем разрезаются на крошечные фрагменты с помощью ферментов, которые разрезают ДНК всякий раз, когда видят определенную последовательность ДНК.
Как это происходит естественным образом при дублировании всех клеток в нашем организме, каждый фрагмент одноцепочечной ДНК ищет свое дополнение. В ее родной среде клетки было бы много нуклеотидов A, C, G и T, плавающих вокруг, поэтому каждая одноцепочечная ДНК может образовывать свой комплемент. При генотипировании SNP фрагменты ДНК не могут соединяться с отдельными нуклеотидами. Фрагменты могут сочетаться только с короткими последовательностями ДНК, которые мы создаем. Фрагменты, которые мы создаем, называются зондами, потому что они зондируют определенный SNP.
Рассмотрим SNP FTO на хромосоме 16. Как упоминалось ранее, 15 % из нас имеют генотипы AA, 50 % AT и 35 % TT. Мы можем исследовать этот SNP, используя неизменную последовательность, окружающую SNP: AATTT предшествует SNP A/T, а GTGAT следует после SNP. Мы создали два одноцепочечных зонда, один с аллелем A в последовательности ДНК (AATTT-
1 ... 24 25 26 27 28 29 30 31 ... 35
A -GTGAT), а другой с аллелем T (AATTT- T -GTGAT).
Затем мы освобождаем фрагменты одноцепочечной ДНК, чтобы соединить их с одноцепочечными зондами для аллелей А и Т. Фрагменты одноцепочечной ДНК помечены светящимися флуоресцентными метками. Копии фрагмента хромосомы 16, которые содержат SNP FTO , соединяются либо с A-, либо с T-зондами. Смыв остатки ДНК, не нашедшие себе пару, мы можем увидеть, с какими зондами сочетаются фрагменты ДНК. Если фрагменты ДНК флуоресцируют для зонда А, это означает, что у человека есть только аллель А, генотип АА. Если фрагменты ДНК флуоресцируют для Т-зонда, у человека генотип ТТ. Если фрагменты ДНК флуоресцируют как для зондов А, так и для Т, это означает, что фрагменты ДНК индивидуума содержат аллели как А, так и Т. Их генотип — АТ, что указывает на то, что они унаследовали аллель А от одного родителя и аллель Т от другого родителя.
« Многие SNP расположены очень близко друг к другу. на хромосоме и наследуются вместе как пакет» : то есть они редко распадаются в результате рекомбинации, которая представляет собой процесс, происходящий во время образования яйцеклеток и сперматозоидов, в котором хромосомы обмениваются частями, описанный в примечании выше.
« Этот подход с использованием генов-кандидатов не оправдал себя и привел ко многим ложноположительным результатам, которые не воспроизводились» : Кристофер Ф. Чабрис и др., «Большинство зарегистрированных генетических ассоциаций с общим интеллектом, вероятно, являются ложноположительными», Psychological Science, 23 ( 2012): 1314-23. дои: 10.1177/0956797611435528.
-
Генная охота
« Эйфория от начала обнаружения генов, которые предсказывают психологические черты, рухнула, когда стало ясно, что ни одна из этих зарегистрированных ассоциаций не воспроизводится» : сотни генов, связанных с мозгом, были в центре внимания тысяч исследований генов-кандидатов психологических черт в течение последних три десятилетия. Например, во многих исследованиях ассоциации генов-кандидатов использовался ген COMT (катехол- О -метилтрансфераза), который нейтрализует гормоны стресса. Обычный аллель SNP в COMT снижает способность расщеплять гормоны стресса в мозге, в результате чего эти гормоны остаются в организме дольше. Было понятно, что этот аллель SNP может усиливать стресс и приводить к тревоге и депрессии. COMT также использовался в качестве гена-кандидата для познания. В дополнение к усилению стресса в стрессовой среде казалось разумным предположить, что в менее стрессовой среде этот аллель SNP может улучшать когнитивные функции, стимулируя мозг.
Одной из проблем подхода «ген-кандидат» являются чрезмерно упрощенные истории о функции генов, используемые для оправдания выбора определенного гена в качестве «кандидата». Каждый ген выполняет много разных функций, поэтому легко рассказать историю о том, почему такой ген, как COMT , является хорошим геном-кандидатом. Но эти истории часто ошибочны. Почти любой ген может быть признан кандидатом психологических черт, потому что три четверти всех генов экспрессируются в головном мозге.
Другая проблема заключается в том, что исследования генов-кандидатов рассматривают только традиционные гены, 2 процента генома, которые кодируют белки. Как указывалось ранее, различия в ДНК, определяющие психологические черты, обычно не связаны с традиционными «генами». Таким образом, исследования генов-кандидатов пропустили большую часть генетического действия.
COMT SNP был включен в сотни исследований когнитивных способностей и еще больше исследований тревожности. Двадцать пять лет назад в одном из первых исследований генов-кандидатов я решил сравнить 100 генов, включая COMT, у людей с низким и высоким IQ в двух независимых исследованиях. Несмотря на то, что в первом исследовании были обнаружены некоторые важные результаты, во втором исследовании был воспроизведен только один, чего можно было бы ожидать только случайно при значении P , равном 0,05. Таким образом, единственными значимыми результатами оказались ложноположительные результаты, и я остался с пустыми руками: Роберт Пломин и др., «Аллельные ассоциации между 100 ДНК-маркерами и высоким или низким IQ», Intelligence, 21 (1995): 31–48. . doi: 10.1016/0160-2896(95)90037-3.
Схема, которую я использовал, позволяла обнаруживать ассоциации, на долю которых приходилось более 2 % дисперсии интеллекта. Что-то здесь было не так. Возможно, мы искали не те гены-кандидаты. Поскольку у нас была возможность обнаружить только ассоциации, которые составляли более 2 % дисперсии, еще одна неприятная возможность заключалась в том, что эффекты были меньше 2 %. Оказывается, ответ был и тем, и другим.
Несмотря на это раннее предупреждение об отрицательных результатах для генов-кандидатов, более 200 последующих исследований сообщили об ассоциации между генами-кандидатами и интеллектом. Однако в большинстве из них участвовали небольшие выборки, и не было попыток воспроизвести результаты. В 2012 г. при систематической попытке воспроизвести основные SNP в двенадцати генах-кандидатах в трех больших выборках не удалось воспроизвести ни одного SNP: Christopher F. Chabris et al., «Большинство известных генетических ассоциаций с общим интеллектом, вероятно, являются ложноположительными», Psychological Наука, 23
(2012): 1314-23. дои: 10.1177/0956797611435528.
Неспособность воспроизвести отчеты о генах-кандидатах является проблемой не только для исследований интеллекта. Подход везде провалился. Например, для шизофрении более 1000 статей сообщили о результатах поиска генов-кандидатов для более чем 700 генов. Метаанализ двадцати четырех лучших генов-кандидатов, проведенный в 2015 году, показал, что ни один из них не реплицировался: Manillas S. Farrell et al., «Оценка исторических генов-кандидатов для шизофрении», Molecular Psychiatry , 20 (2015): 555-62. doi: 10.1038/mp.2015.16.
Как так много опубликованных статей могут так ошибаться? Ранее мы рассматривали кризис доверия к науке по поводу неудач в воспроизведении. Исследования генов-кандидатов стали жертвой всех описанных здесь ловушек. Две основные ловушки заключались в том, что эти исследования были недостаточно мощными и гонялись за значениями P.
Что касается ловушки мощности, средний размер выборки исследований генов-кандидатов составлял 200. Если бы ассоциации составляли 5 процентов дисперсии, выборка размером 200 имела бы достаточную мощность для их обнаружения. Но теперь мы знаем, что нет ни одного эффекта, близкого к 5 процентам. Самые большие эффекты составляют менее 1 процента. Для обнаружения таких небольших эффектов требуется размер выборки более тысячи.
По этой причине эти ранние исследования генов-кандидатов рисковали сообщить о статистически значимых результатах, которые не соответствуют действительности или ложноположительны. Научные журналы не любят публиковать отрицательные результаты, поэтому единственными результатами, которые могли быть опубликованы, были сообщения о положительных результатах, которые оказались ложноположительными.
Второй ловушкой была погоня за значениями P , что значительно увеличивает риск сообщения о ложноположительных результатах. Есть несколько способов, которыми ученые, как правило, невольно гоняются за значениями