身高由什麼決定？成百上千個遺傳“開關”在發揮作用

▲科學家正在解開身高的遺傳奧秘。

12月5日刊發在“eLife”期刊上的一篇論文中， 美國哈佛大學的Terence D. Capellini等人發現了數百個對身高有影響的遺傳“開關”，

並通過功能測試發現了它們改變參與身高調控的關鍵基因的功能機制。

通過對25萬餘人的DNA樣本進行大型全基因組關聯研究， 研究人員發現了約700個與身高相關的遺傳區域， 他們需要進一步將範圍縮小到影響身高的特定變體。

Capellini介紹， 首先要在6萬多個遺傳變異列表中篩選與軟骨生長板相關的變體。 在發育中的小鼠股骨中， 研究人員找到了作為調控附近基因開啟或關閉的“開關”DNA區域。 他們將重點放在基因組“開放”， 也就是可以被轉錄的區域。 然而， 在該過程識別生長板軟骨細胞中的開關中， 其中許多可能不涉及骨生長， 而是基本的細胞過程。 研究過程中將“一般開關”與那些與骨骼生長、身高相關的“開關”分開了，

最後篩選出實際存在於骨骼“開關”中的約900個遺傳變異的變體。

他們選擇了一個“開關”來詳細研究。 該“開關”與被稱為硫酸軟骨素合成酶1的基因（Chsy1）相關。 在軟骨細胞產生硬化成骨的細胞外基質中， 該基因起著關鍵作用， 並影響著小鼠和人類的股骨長度。 這個“開關”在高大和矮小的人中， 都起抑制Chsy1基因表達的作用。 研究人員使用CRISPR工具， 將“開關”或變體完全從人類軟骨細胞中敲除， 之後觀察到Chsy1基因的表達大幅度上升。 這驗證了“開關”對該基因的抑制作用。

展望未來， Capellini及其同事希望利用高通量功能方法來瞭解每種變體在人類身體高度上的作用， 並開發其他方法來測試所有6萬多種變體， 以便更加全面地研究身高調控網路。

這項研究除了對複雜的人類特徵提供新的理解之外， 還可能能展示如何使用遺傳工具來瞭解與環境因素和遺傳因素有關的其他疾病。 Capellini說：“對於任何疾病或性狀， 如果有調控基因開關的‘開關’， 而這個‘開關’的突變可以顯著地影響基因的表達， 這是非常強大的。 這將使我們能夠弄清楚哪些是值得靶向的生物學途徑， 並有助於個性化醫學的研究。 ”

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