你長得丑可不能怪我！都是基因問題！

導 讀

如果控制面部發育的所有基因都突變，人類的面部發育就一定出現障礙嗎？答案是否定的。你還需要考慮基因突變與表觀遺傳學之間的關係。

你擁有的信息越多，你就越能預測接下來會發生什麼。臨床醫生和健康研究人員經常查看基因突變來預測胎兒是否處於出生缺陷的風險中，或者患有發展疾病的風險，但這些預測並不總是準確。Calgary大學的研究人員發現了一個重要的因素，這一因素改變了我們對基因突變（基因型）與他們在人類（表型）中關係的理解，未來可能有助於提高這種預測疾病準確性。

「這項工作的重要意義在於它有助於我們理解兩個人如何具有相同的基因突變，但一個人可以患上疾病，而另一個人卻是健康的，」 Rebecca Green博士說道。 「它通常發生在唇裂和齶裂：兩個孩子會有完全相同的變異，但一個會出生裂隙，一個不會」。

為了更好地理解為什麼會有這樣的差異，研究人員仔細研究了基因表達水平。長期以來認為基因表達的變化導致與這些基因所決定的性狀成比例變化。諸如面部形狀，身高或血壓等特徵的許多變化由基因表達水平的差異決定。

使用小鼠胚胎，他們對稱為Fgf8的基因（這對於正確的面部發育是十分重要）進行了一系列突變並逐漸降低突變水平。他們從百分之百開始，將其降低到典型水平的20％。然後他們繪製了兩者之間的關係，發現其關係並不成比例，這種關係呈現非線性。

Fgf8的基因突變實驗結果

「我們的結果顯示，即使基因表達正常水平的50％，你也可以完全正常，但隨著它進一步下降，並不意味著缺陷增加，可能會有很多不同的結果：從完全典型到基本差不多到甚至沒有臉，「卡爾明醫學院（CSM）細胞生物學和解剖學系主任Hallgrimsson博士說。 「那些是由非線性基因型/表型圖產生的效應，如果你不知道這種內在關係是什麼樣的，你無法預測基因組的表型。」

響應於Fgf8基因劑量減少的形狀變化

Hallgrimsson說：「這是與基因型預測疾病相關的重要理解部分。 「這增加了我們關於基因如何相互作用的知識，並為我們提供了多變結果可能出現的更多答案。從基因預測表型的科學並不像通常認為的那樣先進。我們一直在使用的預測工具需要考慮非線性來改進演算法，進而提高預測的準確性。

在基因研究中，親本基因組中未傳遞的基因常常被忽略。1月26日發表在《Science》上的一項研究「The nature of nurture: Effects of parental genotypes」表明：父母未遺傳給孩子的基因，可以通過影響父母所提供的培養環境來影響孩子的各種特質。研究人員稱這種現象為「遺傳培育（Genetic Nurture）」。

這項研究利用了deCODE在冰島獨特的遺傳學資源。由於地理位置比較孤立，移民十分有限，冰島人的基因高度同宗同源，家譜也十分清晰。更有利的是，冰島醫療記錄保存系統十分健全，每個參與者至少有一個親本具有基因組數據，這使得當前的研究成為可能。

研究發現，遺傳培育不僅可以影響一個人的教育程度和他擁有第一個孩子的年齡，還可影響身高、HDL水平和吸煙數量等與健康和營養相關的性狀。在教育程度這一項上，沒有遺傳的基因的影響效應竟然達到了將近30%！

有趣的一點是，父親和母親的遺傳培育效應在側重點上略有不同。比如，母親對於營養和健康相關性狀的貢獻是大於父親的。此外，兄弟姐妹和其他親屬也可能產生一些遺傳培育。

同樣值得關注的是，最近的許多遺傳關聯研究只集中在被傳遞的等位基因上。這項研究啟示我們，遺傳的效應估計值既包括直接的遺傳效應，也包括遺傳培育效應。遺傳培育的存在也與如何定義和估計遺傳性有關。

從方法論上講，這項研究不同於最近發表的大多數大規模遺傳學研究，因為它只使用至少有一個親本進行基因分型的先證者（兒童）。通過比較傳遞和未傳遞的等位基因的影響，可以將直接遺傳效應和遺傳培育效應分開。

直接遺傳效應和遺傳培育效應

「這項研究表明，不僅基因和環境經常攜手並進，遺傳培育對於個體成長也十分重要——人生中的相當長的一段時間裡，它幾乎完全依賴父母而存在。所以，基因會通過遺傳培育放大其影響，這結論應該並不意外。」本文的第一作者奧古斯丁·孔說。他也感嘆說：「以前我對社會科學興趣不大，但這項研究徹底改變了我的觀點，特別是我對家庭重要性的看法。」

總之，基因可以通過直接遺傳和間接影響環境對個體產生影響。基因和環境的作用，並不是兩個完全獨立的因素，任何一個忽略這種關係的研究，都是不完整的。