Ancestralidade genética e tabagismo parental ligados a novas mudanças genéticas em crianças

As escolhas de ancestralidade e estilo de vida dos pais podem afetar a taxa e o tipo de novas mudanças genéticas que surgem em seus filhos, descobriu novas pesquisas.

Publicado em Comunicações da naturezaPesquisadores do Wellcome Sanger Institute, da Universidade de Cambridge e de seus colaboradores analisaram dados de sequência de genoma inteiro de 10.000 ‘trios de pais e filhos’. Eles estudaram a influência de ancestralidade, variantes genéticas comuns e fatores ambientais nas taxas e tipos de de Novo Mutações (DNMs) – Alterações genéticas que surgem no ovo ou esperma e são passadas para a prole.

O estudo lança luz sobre os fatores que influenciam a taxa e os padrões de nova variação genética em humanos. Os resultados também informarão estudos futuros em população e genética médica, na qual os modelos de taxa de mutação são parâmetros importantes.

Células germinativas – OGGs e espermatozóides – Mantém a integridade de informações genéticas que são passadas para crianças. Embora a maioria das novas mudanças que ocorram no DNA tendam a ser inofensivas ou levemente prejudiciais, uma pequena fração pode levar a condições genéticas graves. Como resultado, a taxa de mutação nas células germinativas é mantida excepcionalmente baixa para reduzir o risco de transmitir mudanças prejudiciais.

Embora os cientistas saibam que o aumento da idade dos pais – principalmente a idade paterna – está ligada a mais alterações genéticas nas células germinativas, esse fator explica apenas uma certa quantidade de variação na taxa de mutação. Além dos efeitos da quimioterapia e variantes raras nos genes envolvidos no reparo do DNA, pouco se sabe sobre outros fatores que influenciam a taxa de DNMs.

Em um novo estudo, os pesquisadores procuraram explorar a influência da ancestralidade, variantes genéticas comuns e tabagismo em taxas e padrões de DNMs que surgem em crianças. Eles conduziram o maior estudo de DNMs até o momento, analisando cerca de 10.000 genomas inteiros de ‘trios de pais e filhos-dois pais e seus filhos-do projeto de 100.000 genomas.

Ao comparar o DNA de cada criança com o de seus pais, os cientistas podiam identificar novas variantes genéticas que surgiram no ovo ou esperma e foram transmitidas para a criança, mas que não estavam presentes nos genomas dos pais. Essa abordagem permitiu à equipe construir um catálogo de quase 690.000 DNMs.

O estudo revelou que diferentes grupos de ascendência têm pequenas diferenças no número de novas mutações genéticas passadas para crianças – por exemplo, havia uma média de cerca de 64 novos DNMs por geração em grupos europeus, americanos e do sul da Ásia, em comparação com cerca de 67 em grupos africanos. No entanto, a idade dos pais, especialmente a idade do pai, tem um impacto muito maior. A cada ano da idade de um pai, acrescenta cerca de 1,5 mutações, enquanto a cada ano da idade da mãe acrescenta cerca de 0,4. Portanto, a diferença entre pais com africana versus outras ancestrais genéticas é quase o mesmo que ter um pai que é dois anos mais velho.

Os pesquisadores sugerem que as diferenças podem resultar de influências ambientais e/ou fatores genéticos que diferem entre as populações. Curiosamente, eles não encontraram nenhuma evidência de que a variação genética comum influencia as taxas de DNMs dentro de pessoas de ascendência européia, embora isso não descarte que as diferenças genéticas médias entre os grupos de ascendência contribuam para as diferenças na taxa de DNM.

A pesquisa também descobriu uma ligação entre o tabagismo parental e as maiores taxas de DNM em crianças. Os cientistas descobriram que os filhos de pais que documentaram o histórico de tabagismo em seus registros de saúde mostraram um aumento pequeno, mas estatisticamente significativo, no número de DNMs, em comparação com crianças de não fumantes. A análise sugere uma média de um aumento de aproximadamente 2% na contagem de mutações. O efeito é muito pequeno – o equivalente a menos de um DNM adicional por mãe fumante ao longo de sua vida útil reprodutiva, semelhante ao efeito de que o pai seja um ano mais velho no momento da concepção.

Os pesquisadores observam que é muito cedo para dizer se fumar dos pais diretamente causas Essas novas mutações, pois podem estar apenas associadas a outros mutagênicos. No entanto, este estudo é um passo significativo para analisar como a ascendência genética e o estilo de vida dos pais se correlacionam com as taxas de novas mudanças genéticas.

Esses achados podem influenciar os futuros estudos genéticos sobre a história e a dinâmica da população, bem como estudos que buscam identificar genes implicados em distúrbios raros usando DNMs. Atualmente, esses estudos assumem a mesma taxa e padrão de alterações no DNA para todos os grupos de ascendência. É possível que os ajustes nos modelos atuais para levar em consideração essas novas descobertas possam torná -las mais poderosas ou ajudar a refinar conclusões.

O Dr. Aylwyn Scally, co-senior autor da Universidade de Cambridge, disse: “A escala pura do projeto de 100.000 genomas apresentou uma grande oportunidade para analisar os efeitos e exposições que explicam taxas e padrões de mudanças de DNA. O argumento é que taxas de taxas de de Novo A mutação é impulsionada principalmente pela idade dos pais, mas os ancestrais e fatores ambientais, como o tabagismo, podem fazer uma pequena marca “.

Dr. Raheleh Rahbari, co-senior autora e líder do grupo do Wellcome Sanger Institute, disse: “Embora a evolução tenha feito o possível para desenvolver mecanismos para proteger o DNA que transmitem aos nossos filhos, nosso estudo mostrou que não está totalmente protegido de fatores importantes. de Novo taxa de mutação. “

Dr. Hilary Martin, co-senior author and Group Leader at the Wellcome Sanger Institute, said, “New genetic changes that arise in egg or sperm cells give rise to genetic diversity within a population, making each one of us unique, but they can also cause rare genetic disorders. In our study, we’ve been able to see for the first time that a person’s ancestry and even lifestyle choices of their family, such as smoking, are associated with the number of new DNA changes that surgem em seu genoma.