12月21日,国际著名学术期刊Human Molecular Genetics在线发表了中科院上海生命科学研究院计算生物学所徐书华研究员和金力教授研究组的最新研究成果A Systematic Characterization of Genes Underlying both Complex and Mendelian Diseases。该研究系统分析了人类疾病相关基因的特征并与其他各类基因进行了全面比较,研究结果对于认识人类疾病基因的特性,了解致病遗传变异的产生、基因组分布、自然选择和进化机制,以及理解疾病基因表达和调控网络模式有重要理论意义,对研究复杂疾病的实验设计具有参考价值和指导性。
传统上,遗传类疾病可以分为罕见的孟德尔遗传病(Mendelian Diseases)和较常见的复杂疾病(Common Diseases or Complex Diseases)。孟德尔遗传病往往由单基因控制,在人群中的发病率很低,表现出很强的家族聚集性,如镰刀性贫血、白化病、色盲、苯丙酮尿症、血友病、短指症等。导致孟德尔遗传病的单基因变异效应较强,这些疾病在家系传递中遵循孟德尔遗传定律。这类疾病基因也基本上都是通过基于家系数据的连锁分析(Linkage Analysis)鉴定出来的。复杂疾病往往受多个基因控制,在人群中发病率高,因而也称常见疾病,如癌症、高血压、糖尿病、哮喘、精神分裂症等。复杂疾病是在多种因素的共同作用下发生的,其遗传模式复杂,不遵循典型的孟德尔遗传定律,每个基因变异的效应很弱,受人群和个体整体的遗传背景影响很大,这类疾病基因主要是通过关联研究(Association Study)鉴定出来的。近几年大量的全基因组关联研究(GWAS)已经发现大量与复杂疾病相关的基因和遗传变异。
该研究是第一个对双联基因特征进行系统分析的研究,结果同时也对其它四类基因的特征有新的认识。比如,该研究发现很多复杂疾病基因落在拷贝数变异区域(Copy Number Variations, CNVs),表明拷贝数变异可能在很多种复杂疾病的遗传因素中起着重要作用。拷贝数变异在不同类基因类型中的富集分析也支持双联基因同时受到较强的正选择与负向选择。