Геномика черт личности - Genomics of personality traits

Черты характера - это шаблоны мыслей, чувств и поведения, которые отражают тенденцию реагировать определенным образом при определенных обстоятельствах.[1]

На личность влияют генетические факторы и факторы окружающей среды и связаны с душевное здоровье.[2] Помимо фактора окружающей среды, генетические варианты могут быть обнаружены по чертам личности. Эти черты в основном полигенный. Значительные генетические варианты присутствуют для большинства поведенческих черт. Существует последовательность в выявлении генетических вариантов и геномной ассоциации признаков, полученных из родословная.[3]

Теория черт

В Черты характера Большой Пятерки, также известная как пятифакторная модель (FFM) и модель OCEAN, представляет собой таксономию для личность черты. Когда факторный анализ (статистический метод) применяется к опрос личности данных, некоторые слова, используемые для описания аспектов личности, часто применяются к одному и тому же человеку. Например, кто-то описал как добросовестный скорее описывается как «всегда готовый», а не «беспорядочный». Таким образом, эта теория основана на ассоциации между словами, а не на нейропсихологический эксперименты. Эта теория использует дескрипторы общего языка и поэтому предлагает пять широких измерений, обычно используемых для описания человеческого личность и психика.

Вот пять факторов:

Методы

Методы, в основном используемые в геномика исследований личностных качеств два: аналитические методы и неаналитические (например, анкетирование).

Аналитический

Аналитические методы, которые можно использовать для измерения геномики личности, включают:

  1. GWAS, полногеномное ассоциативное исследование - это метод, используемый для определения маркеров (эти маркеры являются однонуклеотидными полиморфизм, SNP) по геномам[3] чтобы лучше понять вклад генетики в личностные черты. Поскольку SNP встречаются в ДНК между генами, методика GWAS направлена ​​на поиск тех генов, которые связаны с определенными чертами личности, например, сообщалось, что невротизм связан с интронный вариант в МАГИ1 и открытость с вариантами рядом RASA1.[2] Недавно UK Biobank достиг нескольких SNP, связанных с невротизм. Первые исследования GWAS по всем пяти личностным факторам человека (т.е. невротизму, экстраверсия, открытость опыту, добросовестность и уступчивость) использовали выборку из 3972 человек из изолированной популяции на Сардинии, Италия, и нашли 362 129 SNP.
  2. ДНК генотипирование, которые можно выполнять с помощью разных наборов, например:
    • The CanineHD BeadChip[3] содержит 173 662 подтвержденных SNP получено из проекта секвенирования генома собак. Этот чип имеет 99,99% воспроизводимость, это ПЦР -бесплатный протокол, он обеспечивает равномерный охват всего генома с помощью 70 маркеров, размещенных на платформе, он имеет высокий-пропускная способность (до 12 образцов параллельно) и может применяться для допроса генетическая вариация у любой домашней породы собак. Полный набор SNP, который он содержит, может быть проанализирован с целью объяснения доли фенотипический дисперсии признаков и показать «геномную наследуемость» признаков (с учетом суммы аутосомных и X-связанных оценок). Например, исследование[3] которые использовали этот подход, выявили значительную генетическую изменчивость, присутствующую для большинства исследованных поведенческих черт.
    • Массив Infinium OmniExpress-24 BeadChip[3] содержащий 710 000 SNP.
    • Данные, полученные в результате ДНК-генотипирования, могут быть отфильтрованы с помощью многих программ, таких как Genome Studio, которая может анализировать данные SNP по 5 миллионам маркеров и зондов и обнаруживать выбросы образцов. Более того, данные могут быть подвергнуты строгому контролю качества, например, PLINK v1.9.
  3. Секвенирование РНК может обеспечить более точное объяснение общих генетических влияний на экспрессия гена в развивающемся головном мозге и молекулярные различия, которые могут способствовать возникновению нервно-психических расстройств. С помощью этой техники в сочетании с GWAS стало возможным,[3] предоставить первый eQTL набор данных, полученный исключительно из головного мозга человеческого плода. Один из примеров протокола, используемого для этого, следующий:[3] тотальную РНК обрабатывали ДНКазой и очищали. Была оценена целостность РНК, а затем были подготовлены библиотеки RNA-Seq с использованием 1 мкг очищенной общей РНК, истощающей рибосомную РНК и изменяющую время фрагментации РНК для образцов с более низким РИН (<7). Также был оценен размер библиотеки, а затем количественно определены библиотеки. В конце библиотеки были секвенированы, генерируя не менее 50 миллионов пар чтения (100 миллионов считываний) на образец.
  4. Полногеномное бисульфитное секвенирование (WGBS) исследовать Метилирование ДНК в клеточных субпопуляциях, выделенных из ткани головного мозга человека. Этот анализ важен, потому что различия в метилировании ДНК между нейрональными и ненейрональными популяциями широко известны, и многие нейропсихиатрические заболевания преимущественно затрагивают субпопуляции нейронов, присутствующие в определенных областях мозга.[4] Пример протокола WGBS следующий:[4] образцы были фрагментированы, а затем они были преобразованы в бисульфит после выбора размера. Усиление был выполнен после бисульфит преобразование с использованием полимеразы Kapa Hifi Uracil + при следующих условиях циклов: 98 ° C 45 с / 8 циклов: 98 ° C 15 с, 65 ° C 30 с, 72 ° C 30 с / 72 ° C 1 мин. Заключительные библиотеки запускались в целях контроля качества. Затем библиотеки количественно оценивали с помощью qPCR. Библиотеки также были секвенированы с использованием одиночного индексированного прогона с парным концом 125 пар оснований.
  5. Кариотипирование выполняется для определения пола плода. Пол - это параметр, который в некоторых исследованиях рассматривается как ковариата.[5] характеристики черт личности.
  6. Кандидатный генный подход сосредоточиться на генах, функция которых предполагает связь с признаком. Первоначально предполагалось, что несколько ключевых генов несут ответственность за наблюдаемую наследственную вариацию личностных характеристик. Несмотря на то, что сложность, лежащая в основе полигенности черт личности, была продемонстрирована, исследования генов-кандидатов все еще проводятся сегодня. Небольшое количество генов, отобранных для этого типа исследований, включено в нейротрансмиссия шаблоны, такие как дофамин и серотонин. Наиболее изучены гены-кандидаты и полиморфизм, связанный с личностью, с наиболее информативными метаанализ, находятся DRD4 и 5HTT. DRD4 кодирует для Рецептор допамина D4, в то время как 5HTT кодирует для переносчик серотонина ответственный за обратный захват этого нейромедиатора.[1] Согласно некоторым публикациям, SNP в DRD4 связаны с экстраверсией и поиском новизны.[6] Также вариации в 5HTT связаны с невротизмом и избеганием вреда.[7]
  7. Исследования семьи и близнецов: Исследования геномика личностных черт затрагивает семьи и, в частности, близнецов, потому что они обладают высокой наследуемостью этих черт. Исследования семей и близнецов показали, что личностные черты умеренно наследуются и могут предсказывать различные жизненные результаты, в том числе: психопатология. Однояйцевые близнецы имеют наследственность 40%,[1] предполагая, что аддитивные генетические эффекты несут ответственность за вариативность личностных качеств в умеренной части. Исследования семьи и усыновления дали около 30%.[1] Пол не участвует в наследуемости черт личности, с другой стороны, различия в окружающей среде могут увеличивать или уменьшать важность генетических факторов. Данные о близнецах показывают, что генетические влияния способствуют стабильности личности и относительно постоянны с возрастом, тогда как влияние окружающей среды на личность увеличивается с возрастом. Кроме того, исследования близнецов и семей показывают сильные генетические корреляции в различных когнитивных областях, что позволяет предположить плейотропия и на разных уровнях способностей, обосновывая взгляд на общий интеллект как на этиологический континуум.[2] В семьях есть члены, пострадавшие от психическое расстройство, потому что эти болезни можно рассматривать как крайности нормальных наклонностей и личных качеств. Он предназначен для содействия биологическому анализу поведения с целью изучения неврологическое расстройство и найти корреляцию с человеческой личностью, что означает, что наследственные вариации личностных черт будут иметь общую генетическую основу с психиатрическими заболеваниями. Генетики определяют фенотип пациентов после Онтология человеческого фенотипа (HPO)[8] который обеспечивает стандартизированный словарь фенотипических аномалий, встречающихся при заболеваниях человека. Изучение сложных признаков в генетике представляет собой пробел, определяемый как "Отсутствие наследственности",[9] поэтому одна генетическая вариация не может объяснить большую часть наследственность болезней, поведения и других фенотипы. Например, человек восприимчивость к болезням может больше зависеть от комбинированного действия всех генов в фоновом режиме, чем от генов болезни на переднем плане, или роль генов могла быть сильно переоценена.

Не аналитический

Неаналитические методы в основном используют метод анкетирования, здесь обсудите:

Анкеты:

Как упоминалось ранее, анкеты часто использовались как еще один инструмент для анализа связи поведения с генетическими отклонениями.

В некоторых исследованиях опросы косвенно давались владельцам животных, участвовавших в эксперименте.[3] а в других исследованиях они давались непосредственно вовлеченным пациентам.[1][4] Эти анкеты были:

  1. C-BARQ, что расшифровывается как опросник для оценки поведения и исследования поведения собак. Это основанный на опросе подход, используемый в большом количестве исследований поведения собак, когда владелец собаки отвечает на проверенные анкеты для оценки личностных качеств собаки. C-BARQ был разработан в Пенсильванский университет а его надежность, валидность и стандартизованные результаты тестов поддерживают его использование в качестве инструмента в исследованиях поведения. Опрос C-BARQ содержит 101 вопрос о поведенческой реакции собаки на различные ситуации с ответами, отмеченными по пятибалльной шкале. В зависимости от результатов, полученных при составлении опроса, собаки делятся на группы по 11-14 поведенческим признакам.[3]
  2. Демографические анкеты об общей информации о собаках, такой как пол, стерильность, жилище, цвет шерсти, состояние здоровья, упражнения в день и «роль» (на основе активности собаки).[3] Данные, полученные из анкет, можно анализировать с помощью подхода смешанной линейной модели (REML), который обеспечивает последовательную и точную оценку характеристик, не имеющих нормального распределения. Этот подход может быть реализован с помощью программного обеспечения ASReml.[3]
  3. Анкеты самоотчета, которые исследуют несколько сторон жизни участников. Вот некоторые примеры:[1][4]
    • Опросник личности Айзенка (EPQ), определяет 3 черты личности: психотизм (характеризуется агрессивностью и межличностной неприязнью), экстраверсия (проявляется в общительном, энергичном поведении) и невротизм (характеризуется эмоциональной стабильностью).
    • Опросник трехмерной личности (TPQ) определяет 3 черты личности, в основе которых лежат биохимические основы темперамента: поиск новинок, предотвращение вреда и зависимость от вознаграждения.
    • В Инвентарь темперамента и характера (TCI) определяет 4 личности: настойчивость (или настойчивость, несмотря на усталость или разочарование), самостоятельность (способность изменять поведение для достижения личных целей), сотрудничество (склонность к приятным отношениям с другими) и самопревосхождение (связано с переживанием духовных аспектов себя).
    • Пятифакторная модель (NEO-PI) основан на биологических механизмах, формирующих 5 черт высшего порядка (большая пятерка): невротизм (склонность к негативному влиянию), экстраверсия (мотивация взаимодействовать с другими), открытость опыту (изобретательность или любопытство), приятность (дружелюбие и сострадание к другим) и добросовестность (внимательное и организованное поведение). Этот вопросник чаще всего используется для генетических исследований и также имеет производные типы, такие как NEO-PI-R и NEO-FFI.
    • Анкета самоотчета Биобанка Великобритании есть несколько вопросов, связанных с одиночество и социальная изоляция, и это позволяет выявлять случаи и меры контроля, а затем также сравнивать генетические различия.

Вот несколько примеров вопросов: «Часто ли вы чувствуете себя одиноким?», На которые люди отвечали «да» (записано как случаи) или «нет» (контрольные); другие вопросы основаны на качестве социальных взаимодействий, например: «Как часто вы можете доверять кому-то из своих близких?» (случаи определялись как те, кто отвечал «никогда или почти никогда», контрольные - как те, кто отвечал «почти ежедневно»).[1]

Корреляция с психическим расстройством

Ученые продемонстрировали, что большинство черт личности сгруппированы вместе, и они также сгруппированы с большинством нервно-психические расстройства и поэтому связаны. В исследованиях ученые использовали оценка регрессии неравновесия по сцеплению исследовать взаимосвязь между личностными качествами и психическим расстройством. Согласно LDSC, существует положительная корреляция между большое депрессивное расстройство и невротизм и небольшая корреляция между шизофренией и невротизм; эта корреляция также была подтверждена в исследованиях близнецов. Кроме того, невротизм и открытость демонстрируют сильную генетическую корреляцию. Кроме того, ученые обнаружили, что существует положительная корреляция между первым основным компонентом и всеми психическими расстройствами, но первый основной компонент показал отрицательную корреляцию с сознательностью и согласием.[1]

Особенности личности тесно связаны с психическим, социальным и физическим результатом. Например, ученые осознали, что шизофрения и биполярные расстройства связаны с открытостью. Более того, они продемонстрировали, что СДВГ показывает самую высокую корреляцию с чертами личности, особенно экстраверсия. Недавно была выявлена ​​отрицательная корреляция между невротизмом и одиночеством, а также сильная корреляция между тревогой и невротизмом. Плюс, нарциссизм, психопатия и Макиабеллизм иметь ассоциацию с низкой покладистостью. В целом невротизм и другие черты личности показывают отрицательную корреляцию, тогда как открытость, экстраверсия, покладистость и добросовестность показывают положительную корреляцию.[2]

Примеры генов, которые они считают коррелятивными:

В пределах 8p23.1 MTMR9 имеет интронный вариант, который связан с экстраверсией, а также с невротизмом, показывает обратную связь. Другой - 12q23.3, WSCD2, который обнаружен для экстраверсии, с помощью GWAS было показано, что этот локус связан с биполярное расстройство. Кроме того, L3MBTL2 связан с обоими шизофрения и невротизм.[2] Другой ген, DRD4, связан как с СДВГ, так и с поведением, связанным с поиском новизны.[10]

Примеры

  1. Генетическая основа личностных черт собаки: в разных геномах собак обнаруживается несколько SNP, близких к генам с известными неврологическими или поведенческими функциями. TH (тирозин гидроксилаза) ген, продукт которого LDOPA, предшественник нейротрансмиттера дофамина, расположен в 1 мб от SNP на CFA18, связанном с возбужденным поведением. Мутация в этом гене вызывает расстройство гиперактивности. Ген TH был связан с активностью, бесстрастием и невниманием у двух пород собак. SNP, связанный с NoiseFear, расположен в 0,27 Мб от CADPS2 на CFA20. CADPS2 является членом семейства генов, кодирующих кальций-связывающие белки, которые регулируют экзоцитоз нейропептида, охватывающего везикулы (с плотным ядром) нейронов и эндокринных клеток нейронов. Ген и его варианты были связаны с аутизм у людей и шумовая фобия у собак с этим SNP.[3] Подобные SNP у собак и людей коррелируют с одним и тем же геном, который имеет разные результаты с точки зрения личностных черт.
  2. Интеллект - одна из черт, на которую влияет генетика. Унаследованные различия в ДНК ответственны за существенные индивидуальные различия в результатах тестов на интеллект; 10% -ная дисперсия в оценках интеллекта, объясняемая SNP. наследственность.[9]
  3. Из исследований близнецов можно рассматривать невротизм как наследственную черту, как показано в метаанализе данных более чем 29 000 пар близнецов, в которых они обнаружили эту корреляцию у 16 ​​пар близнецов, независимо от пола людей.[1]

Ограничения

  • Исследования GWAS требуют очень большого размера выборки, чтобы иметь возможность идентифицировать полиморфизмы, ответственные за наблюдаемую дисперсию, поскольку на личностные черты влияют многие гены, каждый из которых объясняет лишь небольшое количество вариаций (1-2%).[9]
  • Метод полногеномной бисульфитной последовательности имеет некоторые ограничения, поскольку это исключительно качественный метод, поэтому можно анализировать статус метилирования только ограниченного числа динуклеотидов CpG.
  • Исследования ассоциаций генов-кандидатов привели к противоречивым и неубедительным результатам из-за того, что влияние изучаемых локусов считалось намного большим, чем оно было на самом деле, были сделаны неправильные предположения относительно важности генов, связанных с ключевыми системами нейротрансмиттеров, регуляторными и некодирующие области не учитывались.[9]
  • Исследования семей и близнецов могут привести к смешению генетических эффектов родословной с общими семейными экологическими эффектами.[11] Более того, эффекты общей среды могут скрывать вариацию доминирования, в результате чего дизиготные близнецы выглядят более похожими, чем монозиготные.[11]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час я Sanchez-Roige S, Gray JC, MacKillop J, Chen CH, Palmer AA (март 2018 г.). «Генетика человеческой личности». Гены, мозг и поведение. 17 (3): e12439. Дои:10.1111 / gbb.12439. ЧВК  7012279. PMID  29152902.
  2. ^ а б c d е ж Lo MT, Hinds DA, Tung JY, Franz C, Fan CC, Wang Y и др. (Январь 2017 г.). «Полногеномный анализ личностных черт идентифицирует шесть геномных локусов и показывает корреляцию с психическими расстройствами». Природа Генетика. 49 (1): 152–156. Дои:10,1038 / нг.3736. ЧВК  5278898. PMID  27918536.
  3. ^ а б c d е ж г час я j k л Ilska J, Haskell MJ, Blott SC, Sánchez-Molano E, Polgar Z, Lofgren SE и др. (Июнь 2017 г.). «Генетическая характеристика личностных черт собаки». Генетика. 206 (2): 1101–1111. Дои:10.1534 / genetics.116.192674. ЧВК  5487251. PMID  28396505.
  4. ^ а б c d Rizzardi LF, Hickey PF, Rodriguez DiBlasi V, Tryggvadóttir R, Callahan CM, Idrizi A, et al. (Февраль 2019). «Метилирование ДНК, специфичное для области мозга нейронов, и доступность хроматина связаны с наследуемостью нейропсихиатрических признаков». Природа Неврология. 22 (2): 307–316. Дои:10.1038 / s41593-018-0297-8. ЧВК  6348048. PMID  30643296.
  5. ^ O'Brien HE, Hannon E, Hill MJ, Toste CC, Robertson MJ, Morgan JE и др. (Ноябрь 2018 г.). «Выражение локусов количественных признаков в развивающемся мозгу человека и их обогащение при нервно-психических расстройствах». Геномная биология. 19 (1): 194. Дои:10.1186 / s13059-018-1567-1. ЧВК  6231252. PMID  30419947.
  6. ^ Бенджамин Дж, Ли Л., Паттерсон С., Гринберг Б.Д., Мерфи Д.Л., Хамер Д.Х. (январь 1996 г.). «Популяционная и семейная ассоциация между геном рецептора допамина D4 и мерами поиска новинок». Природа Генетика. 12 (1): 81–4. Дои:10.1038 / ng0196-81. PMID  8528258.
  7. ^ Леш К.П., Бенгель Д., Хейлс А., Сабол С.З., Гринберг Б.Д., Петри С. и др. (Ноябрь 1996 г.). «Ассоциация признаков, связанных с тревогой, с полиморфизмом в регуляторной области гена транспортера серотонина». Наука. 274 (5292): 1527–31. Bibcode:1996Научный ... 274.1527L. Дои:10.1126 / science.274.5292.1527. PMID  8929413.
  8. ^ Niemi ME (19.07.2019). Общие генетические варианты способствуют риску редких тяжелых нарушений нервного развития (Дипломная работа). Кембриджский университет. Дои:10.17863 / cam.37830.
  9. ^ а б c d Пломин Р., фон Штумм С. (март 2018 г.). «Новая генетика интеллекта». Обзоры природы. Генетика. 19 (3): 148–159. Дои:10.1038 / nrg.2017.104. ЧВК  5985927. PMID  29335645.
  10. ^ ван Оерс К., Мюллер Дж. К. (декабрь 2010 г.). «Эволюционная геномика личности животных». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки. 365 (1560): 3991–4000. Дои:10.1098 / rstb.2010.0178. ЧВК  2992743. PMID  21078651.
  11. ^ а б Hill WD, Arslan RC, Xia C, Luciano M, Amador C, Navarro P и др. (Декабрь 2018 г.). «Геномный анализ семейных данных обнаруживает дополнительные генетические эффекты на интеллект и личность». Молекулярная психиатрия. 23 (12): 2347–2362. Дои:10.1038 / с41380-017-0005-1. ЧВК  6294741. PMID  29321673.

внешние ссылки