Mutações de Marte: Pesquisadores explicam por que problemas de fertilidade genética pode persistir em uma população

Cerca de 15% dos adultos sofrem de problemas de fertilidade, muitos destes, devido a factores genéticos. Isso é algo de um paradoxo: Podemos esperar que tais genes, o que reduz a capacidade do indivíduo de se reproduzir, a desaparecer da população. Pesquisa do Instituto de Ciência Weizmann, que recentemente apareceu na Nature Communications podem agora ter resolvido este enigma. Não só ele pode explicar as altas taxas de problemas de fertilidade masculina, pode abrir novos caminhos para a compreensão das causas de doenças genéticas e seu tratamento.

Várias teorias explicam a sobrevivência de mutações prejudiciais: um gene que faz com que hoje a obesidade, por exemplo, pode ter uma vez concedida uma vantagem evolutiva; ou um gene que causa a doença pode persistir, porque é passado em uma população relativamente isolada pequeno,. Dr. Moran Gershoni, um pós-doutorado no grupo do Prof Shmuel Pietrokovski do Departamento de Genética Molecular, decidiu investigar uma outra abordagem - uma baseada em diferenças entre machos e fêmeas. Embora homens e mulheres carregam conjuntos de genes quase idênticos, muitos são ativados de forma diferente em cada sexo. Assim, a seleção natural funciona de forma diferente sobre os mesmos genes em machos e fêmeas.

Tomemos, por exemplo, uma mutação que prejudica o leite materno. Ele vai passar por seleção negativa apenas em mulheres. Por outro lado, uma variação do gene hipotético que beneficia as mulheres, mas é prejudicial para os homens podiam se espalhar em uma população, uma vez que passa por seleção positiva em metade dessa população. Gershoni e Pietrokovski criaram um modelo matemático para mutações prejudiciais que afetam apenas a metade da população; seu modelo mostrou que estas mutações deve ocorrer duas vezes mais que aquelas que afetam os machos e fêmeas da mesma forma.

Para testar o modelo, os pesquisadores procuraram em uma análise computacional das atividades de todos os genes humanos que aparecem em bases de dados públicas, identificando 95 genes que são exclusivamente ativo nos testículos. A maioria destes genes são fundamentais para a procriação; e danos para os leva, em muitos casos, para a esterilidade masculina.

Os pesquisadores, então, olhou para estes 95 genes em pessoas cujos genomas foram disponibilizados através do Projeto 1000 Genomas, que lhes deu um amplo leque de populações humanas. Sua análise revelou que os genes que estão ativos apenas nos testículos têm o dobro da taxa de mutação prejudicial dos que estão ativos em ambos os sexos - bem em linha com o modelo matemático. Pietrokovski e sua equipe estão agora conduzindo experimentos de acompanhamento para ver se as mutações identificadas a eles fazem, de fato, desempenhar um papel na resolução destes problemas e se a abordagem da "diferença de sexo" pode explicar a sua sobrevivência.

Esta nova compreensão da persistência de mutações genéticas poderiam trazer insights sobre outras doenças com componentes genéticos, especialmente aqueles que afetam os sexos de forma assimétrica, incluindo esquizofrenia e Parkinson, que são mais propensos a afetar os homens, e à depressão e doenças auto-imunes, que afetam mais mulheres . E, dizem Gershoni e Pietrokovski, estes resultados destacam a necessidade de se ajustar os tratamentos médicos, mesmo comuns ao gênero do paciente.

Com aumento populacional, as leis naturais tornam os genes piores

População humana (Medical Xpress)-Como cresce, mutações genéticas causadoras de doenças por aumento individual, mas cada mutação é menos prejudicial, em comparação com uma população que não está crescendo, diz um estudo de Cornell a ser publicado em Novembro na revista Genetics .

O estudo também relata que a seleção natural tem eficientemente removidos os mais prejudiciais mutações genéticas , chamadas mutações muito deletérios, da população e removeu uma fração maior de tais mutações por geração.

Os pesquisadores usaram simulações de computador para prever o papel da seleção natural no ser humano arquitetura genética em face do rápido crescimento da população. Com os avanços da agricultura, saúde pública, medicina e tecnologia, as populações humanas dispararam nos últimos 500 anos a partir de em torno de meio bilhão em 1500 para mais de 7,1 bilhões hoje.

Os resultados têm implicações importantes para a medicina genética e personalizado: Para cada gene causador da doença, pode haver muitas formas ligeiramente alterados de esse gene, chamados alelos, de uma pessoa para outra. Este conhecimento pode apontar pesquisadores a procurar diferentes alelos para a mesma doença.

"Se você sabe que você tem variações mais deletérios na população, então você sabe, em média, duas pessoas provavelmente têm diferentes variantes" do mesmo gene que causa a doença, disse Elodie Gazave, o principal autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado em melhoramento de plantas e genética. Gazave é um ex- pesquisador de pós-doutorado no laboratório do Alon Keinan, autor sênior do estudo e Robert N. Noyce o Professor Assistente em Ciências da Vida e Tecnologia no Departamento de Estatística Biológicas e Biologia Computacional.

Estes descoberta pode fornecer insights para os pesquisadores em busca de genes que causam doenças. Embora as pessoas têm investido milhões de dólares para explicar as doenças e sua relação com os genes, o progresso tem sido lento, disse Gazave. Por exemplo, 81 por cento dos casos de esquizofrenia são pensados ​​para ter uma base genética, e ainda pesquisadores só identificaram uma fonte genética em 1 por cento dos casos. Principalmente, os pesquisadores usam um método associativo para identificar variantes comuns da doença; eles identificam um alelo que causa uma doença e eles olham para o mesmo alelo em outras pessoas com a doença, mas principalmente eles não conseguem localizá-lo.

Com base na constatação de que há mais alelos para cada gene, Gazave sugere que pode servir melhor para desenvolver um método de mapeamento que procura alelos em regiões cromossômicas conhecidas por abrigar um gene causador da doença. "Se nós sabemos o que estamos procurando, então nós somos talvez mais provável para encontrá-lo", disse Gazave.

A questão mais-perguntou a respeito de tais estudos de genética de populações é se as pessoas são cada vez menos saudável ou se encaixam com base nas conclusões. Os pesquisadores mediram a aptidão e descobriu que os dois resultados principais - que há mais mutações, mas cada mutação é menos deletério - "equilibrar exatamente", disse Gazave.

"Explosivo [população] crescimento afeta um monte de coisas, mas, eventualmente, o fitness não é afetada", disse Gazave.

Fonte: http://medicalxpress.com/