طبقهبندی جمعیت و تنوع ژنتیکی انسان
تنوع ژنتیکی انسان ساختارمند است: فراوانی آللها به شیوهای الگومند در سراسر جغرافیا و تبار متفاوت است، به طوری که جمعیتها به جای یک مجموعه واحد و تقسیمنشده، از یکدیگر متمایز میشوند. طبقهبندی جمعیت به این ساختار و به سوگیریای که میتواند در مطالعات ژنتیکی ایجاد کند، زمانی که موارد و کنترلها به طور سیستماتیک در تبار متفاوت باشند، اشاره دارد.
Definition
طبقهبندی جمعیت عبارت است از وجود تفاوتهای سیستماتیک در فراوانی آللها بین زیرجمعیتها در یک نمونه، که ناشی از تبار متمایز است؛ تنوع ژنتیکی در اینجا به چگونگی تقسیم این تنوع در داخل و بین جمعیتهای انسانی اشاره دارد.
Scope
این مدخل به معیارهای تمایز ژنتیکی بین جمعیتها، الگوی گسترده تنوع جهانی انسان، و طبقهبندی به عنوان یک عامل مخدوشکننده در مطالعات همبستگی همراه با روشهای مورد استفاده برای شناسایی و اصلاح آن میپردازد. این یک موضوع روششناختی و توصیفی است و از هرگونه تفسیر بالینی یا اجتماعی از دستهبندیهای جمعیتی اجتناب میکند.
Core questions
- تمایز ژنتیکی بین جمعیتها چگونه کمیسازی میشود؟
- تنوع ژنتیکی انسان در داخل در مقابل بین جمعیتها چگونه تقسیمبندی میشود؟
- طبقهبندی جمعیت چگونه مطالعات همبستگی ژنتیکی را سوگیرانه میکند؟
- طبقهبندی چگونه به صورت آماری شناسایی و اصلاح میشود؟
Key concepts
- آمارههای F و FST
- تنوع درون-جمعیتی در مقابل بین-جمعیتی
- جدایی بر اساس فاصله
- مؤلفههای اصلی تبار
- عوامل مخدوشکننده در مطالعات همبستگی
- پانلهای جمعیت مرجع
Key theories
- آمارههای F و تقسیم تنوع
- آمارههای F سلسلهمراتبی رایت، که برای تخمین توسط Nei و توسط Weir و Cockerham رسمی شدند، واریانس ژنتیکی را به مؤلفههای درون-جمعیتی و بین-جمعیتی تقسیم میکنند؛ FST نسبت کل تنوع قابل انتساب به تفاوتهای بین جمعیتها را خلاصه میکند و معیار استاندارد تمایز است.
Mechanisms
تمایز با انباشت رانش ژنتیکی، مهاجرت محدود، و انتخاب محلی افزایش مییابد که باعث واگرایی فراوانی آللها بین جمعیتها میشود؛ سهم کل تنوع قابل انتساب به تفاوتهای بین جمعیتی توسط FST نشان داده میشود. در انسان، بیشتر تنوع ژنتیکی در داخل جمعیتها قرار دارد، با یک جزء کوچکتر اما ساختارمند در بین آنها که مسیر جغرافیایی را دنبال میکند. در مطالعات همبستگی، اگر تبار بین موارد و کنترلها متفاوت باشد و همچنین با فراوانی آلل همبستگی داشته باشد، همبستگیهای کاذب ایجاد میشود؛ روشهایی که تبار را خلاصه میکنند — به ویژه تحلیل مؤلفههای اصلی (principal-components analysis) ژنوتیپهای سراسر ژنوم — برای شناسایی و تنظیم این طبقهبندی استفاده میشوند.
Clinical relevance
در نظر گرفتن ساختار جمعیت برای اعتبار مطالعات همبستگی ژنتیکی که دانش پزشکی را شکل میدهند، ضروری است، زیرا طبقهبندی اصلاحنشده میتواند همبستگیهای کاذب ایجاد کند. آگاهی از تنوع نیز بر قابلیت انتقال یافتههای ژنومی در بین جمعیتها تأثیر میگذارد. این مدخل ساختار جمعیت را به عنوان یک ملاحظه روششناختی توصیف میکند و مبنایی برای تصمیمگیریهای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
Evidence & guidelines
تخمین تمایز بر اساس تحلیل تنوع ژنی Nei و آمارههای F Weir-Cockerham استوار است، در حالی که بررسیهای سراسر ژنوم از تنوع جهانی انسان و پانلهای مرجع بزرگ، ساختار تجربی تنوع انسانی را توصیف میکنند. اصلاح مؤلفههای اصلی یک روش استاندارد برای مدیریت طبقهبندی در مطالعات همبستگی است.
History
رایت آمارههای F را برای توصیف جمعیتهای ساختارمند معرفی کرد، و Nei و سپس Weir و Cockerham برآوردگرهای عملی را ارائه دادند. بحثها در مورد چگونگی تقسیمبندی تنوع انسانی به کارهای لوونتن در دهه 1970 بازمیگردد؛ ژنوتیپبرداری سراسر ژنوم بعدها روابط جهانی انسان را با جزئیات ترسیم کرد، و روشهای مؤلفههای اصلی پس از ظهور مجموعهدادههای ژنوتیپ بزرگ، برای کنترل طبقهبندی استاندارد شدند.
Key figures
- Sewall Wright
- Masatoshi Nei
- Bruce Weir
- David Reich
- Alkes Price
Related topics
Seminal works
- nei-1973
- weir-cockerham-1984
- price-2006
Frequently asked questions
- FST دقیقاً چه چیزی را اندازهگیری میکند؟
- FST نسبت کل تنوع ژنتیکی است که به دلیل تفاوتهای فراوانی آلل در بین جمعیتها است تا تنوع در داخل آنها؛ مقادیر نزدیک به صفر نشاندهنده تمایز کم و مقادیر بزرگتر نشاندهنده تمایز بیشتر است.
- چرا طبقهبندی جمعیت در مطالعات همبستگی یک مشکل است؟
- اگر نسبت تبارهای مختلف بین موارد و کنترلها متفاوت باشد، هر واریانتی که فراوانی آن نیز با تبار تغییر میکند، میتواند با صفت مرتبط به نظر برسد حتی زمانی که هیچ نقش علیتی ندارد، بنابراین طبقهبندی باید شناسایی و اصلاح شود.