基因變異點的多樣性是代代逐漸累積下來的資產
上一次在”校正回歸遠古史”裡提到一個弔詭的事情,相較於居住在歐洲、美洲、亞洲,膚色, 眼色,五官差異性大的人群,現今居住在非洲,膚色相近的人群,彼此基因變異點的差異反而必較大,多樣性比較高。文章最後還預告基因變異點多樣性高,有助於醫學研究,以下就用最近針對氣喘的研究來解釋一下,為什麼基因變異點的多樣性非常可貴。
為了說明跟理解方便,首先簡化人類的基因體,從大概20000個基因的複雜度,簡化成撲克牌1-13,共13個基因,每個基因也簡化成只有黑桃、梅花、紅心、方塊4種基因變異點的形式,構成4種基因型。舉個例子,原來氣喘研究中,病人跟健康人的基因型分別是這樣子:
可以發現病人組一律出現6方塊7黑桃的基因型,而健康組則是6紅心7梅花,或者6黑桃7方塊。A到K 其他位置(基因)的花色(基因型,變異點)跟生病與否都沒相關性。所以以往的研究結論生病與否跟6和7者兩個基因最有關係,但無論用歐洲、美洲、或亞洲人群基因的資料作研究,6和7兩個基因總是綁在一起,只要是6是方塊,7一定是黑桃,所以無法知道到底是6方塊造成疾病,還是7黑桃造成疾病。像6和7兩個基因的基因型總是綁在一起的現象是常態,叫做連鎖不平衡(Linkage Disequilibrium)。在健康組也是一樣,只要是6是紅心,7一定是梅花,只要是6是黑桃,7一定是方塊。類似的連鎖不平衡在2、3兩個基因也出現同樣的情形。在實際氣喘的研究中,相當於6、7的基因分別是GSDMB 跟ORMDL3,15年來,不同的動物實驗分別支持GSDMB 跟ORMDL3的基因型跟氣喘有關係,但在人身上到底是GSDMB 還是ORMDL3的特殊基因型跟氣喘有關一直不能確定。不過今年初,美國研究團隊發表針對非裔小朋友做氣喘基因研究的結果,在裡面神奇的事情發生了。
6和7…分開來了…分開來了…分開來了
因為非裔美人的基因體個體差異大,不僅變異點多,而且連鎖不平衡的範圍縮小,6,GSDMB 跟7,ORMDL3的基因型不再互相綁在一起。史上第一次可以很確定, GSDMB功能減少的基因型會減少氣喘的機會。然後延伸解釋,是GSDMB功能增加的基因型,而不是ORMDL3增加了氣喘的機會。
用撲克牌解釋基因型跟疾病關聯性的優點是簡化好懂,但有不少的錯誤要更正。
第一:人群中每個基因可以出現的基因型(對偶基因的種類)比四種還多,用黑桃、梅花、紅心、方塊簡化是錯的。
第二:1號基因的方塊基因型,跟2號基因的方塊基因型是完全不同的東西,用黑桃、梅花、紅心、方塊簡化容易讓人誤會成凡是同花色就代表同種基因變異型。
第三:更致命的錯誤是像氣喘這種多基因遺傳疾病,病人不會100%帶著GSDMB功能增加的基因型(不會都是方塊),正常人不會完全沒有GSDMB功能增加的基因型出現。
第四:基因體中,連鎖不平衡的區域長短不見得一樣,長的包括幾個基因,短的包括不到一個基因的長度,但一段接著一段連在一起,涵蓋整個基因體。撲克牌的例子只顯示2、3是一個連鎖不平衡的區域,6、7是另一個連鎖不平衡的區域,容易誤導以為連鎖不平衡在基因體中不常見。
前面撲克牌的例子淺顯易懂,學術上是如上圖來說明。經由減數分裂時發生的recombination,我們的每條染色體,都是彩色斑馬紋的組合(來自祖父母/外祖父母),越分越細,許多代後,每個人的斑馬紋就細到讓我們可以定位小小基因的功能和表現了。
最後提一下,雖然說這次介紹的研究好像在說明非裔人種的可貴,但實際上非裔人被歸類成單一人種就很有問題。非裔人的人權,少數民族的人權,甚至生物上相同,文化上不同的少數人的人權,不論其基因資料在醫學研究上有沒有價值,都值得一樣的尊重。
參考資料
美國非裔小朋友氣喘的基因研究