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荟萃分析加拿大头发颜色的基因信息

2021.11.05

　　在一项针对加拿大人的新基因研究中，研究人员已经确定了许多影响金发、红色和棕色头发的候选因果变异。

　　人的头发颜色和其他色素沉着特征是人类基因组中的数百个区域的基因共同控制。在Communications Biology上的一项新分析中，由密西沙加多伦多大学的研究人员领导的一个团队使用与加拿大有伙伴关系的Tomorrow'Health和CanPath的数据集，从12000多名个体的数据中，对头发颜色的全基因组关联研究进行了荟萃分析（meta-analyses）。通过精细定位和其他分析，他们发现了候选的因果变异，包括几个与表达和甲基化数量性状基因座相关的变异，这些变异突出了可能的色素沉着机制。一项全转录组关联研究进一步强调了两种基因EDRB和CDK10与头发颜色的关联。

　　“我们的主要成果包括通过对基因组不同区域的重要基因座进行精细定位，识别出多个候选的因果变异，还有以前没有报道过的头发颜色的假定因果变异，”文章第一作者密西沙加大学教授Esteban Parra在论文中写道。

　　作为CanPath项目的一部分，近13000名欧洲血统的人对五个基因分型阵列中的一个，进行了基因分型。并对自他们自然发色黑色、深棕色、浅棕色、金色或红色进行了记录。研究人员随后对金发与棕色或黑色；棕色与黑色头发颜色；红色与棕色或黑色头发颜色中五个基因分型阵列中每一个的进行了全基因组关联分析（GWAS）。然后将它们捆绑到三个头发颜色荟萃分析中。

　　通过这一方式，他们确定了许多与已知影响色素沉着变异的基因重叠或接近的重要基因座。例如，影响金发最重要的基因座是15号染色体上的OCA2/HERC2，尽管其他与SLC45A2、IRF4、MC1R和其他基因重叠的基因座也很重要。与影响金发的基因连锁不平衡的HERC2也与棕色头发显着相关，其他基因座与SLC45A2和IRF4重叠。研究人员指出，HERC2中的一个SNP也与眼睛颜色有关。对于红头发，唯一重要的基因座在MC1R中。

　　在调查了在这些位点上驱动关联的独立SNP的数量后，研究人员在放大候选因果SNP对它们进行精细映射。他们报告说，这突出了已知的功能性色素沉着SNP，例如IRF4中用于金色和棕色头发的rs12203592。其他候选因果SNP包括HERC2/OCA2区域中的rs12913832和MC1R中用于金发的rs1805005。

　　一些 GWAS 信号与 eQTL或meQTL共定位。例如，五个GWAS位点与meQTL共定位，这些meQTL与MC1R、OCA2、IRF4、SLC45A2和SLC24A4附近的CpG甲基化相关。同时，GWAS信号也与SLC45A2和OCA2的eQTL共定位。研究人员指出，SLC24A5、SLC45A2和 SLC24A4是参与离子转运的跨膜蛋白，其中的SNP与欧洲血统个体的浅色皮肤色素沉着有关。

　　此外，使用培养的黑素细胞进行的全转录组关联研究发现，OCA2和SCLA24A4的表达降低与金发相关，EDNRB的表达增加也是如此。同时，位于MC1R附近的CDK10表达降低与红头发有关。

　　基因集分析进一步指出，大多数候选因果SNP位于涉及色素沉着过程或影响色素沉着相关过程的其他信号传导或合成途径的基因中。

　　研究人员写道：“我们的结果提供了关于调节人类色素沉着生物学的一般机制的见解。”

　　他们补充说，他们对进一步研究HERC2/OCA2基因区域特别感兴趣，因为它似乎包含许多独立的候选变体。

基因发色 meta-analysis

genomeweb

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