Hérédité polygénique

L'hérédité polygénique est le mode de transmission selon lequel un seul caractère est influencé par des allèles situés à de nombreux loci génétiques, chacun contribuant généralement un faible effet, de sorte que leur action combinée produit une variation continue et graduelle plutôt que les catégories discrètes observées avec les caractères mendéliens monogéniques. Elle constitue le fondement génétique pour la compréhension de caractères tels que la taille et pour les modèles polygéniques utilisés dans l'ensemble de la génétique des caractères complexes.

Definition

L'hérédité polygénique est la détermination d'un phénotype par les effets cumulatifs, largement additifs, d'allèles situés à de nombreux loci, chacun ayant un faible effet, produisant une variation continue du caractère.

Scope

Cet article aborde le modèle polygénique additif (infinitésimal), comment de nombreux loci à faible effet génèrent des distributions continues, la relation entre l'hérédité polygénique et les corrélations observées entre apparentés, et comment la génomique moderne a confirmé la base fortement polygénique de nombreux caractères. Il s'agit d'un sujet de génétique conceptuelle, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Comment de nombreux allèles à faible effet se combinent-ils pour produire une distribution continue ?
• Qu'est-ce qui distingue un caractère purement polygénique d'un caractère multifactoriel qui inclut également des effets environnementaux ?
• Combien de loci sous-tendent généralement un caractère complexe, et comment cela est-il estimé ?

Key concepts

• Effet génétique additif
• Loci à faible effet
• Distribution continue (normale)
• Score polygénique
• Héritabilité basée sur les SNP
• Corrélation entre apparentés

Key theories

Modèle infinitésimal (polygénique additif)

Fisher a montré que si un caractère est influencé par un très grand nombre de loci mendéliens, chacun ayant un faible effet additif, le phénotype résultant est approximativement normalement distribué et les corrélations entre apparentés suivent des schémas prévisibles, réconciliant le mendélisme avec la variation continue.

Modèle omnigénique

Boyle, Li et Pritchard ont soutenu que la polygénicité de nombreux caractères est si étendue que presque tous les gènes actifs dans les tissus pertinents contribuent, via des réseaux régulateurs interconnectés, à la variation du caractère.

Mechanisms

Selon le modèle polygénique, chaque locus contributeur ségrège de manière mendélienne ordinaire, mais parce que les effets sont faibles et additifs sur de nombreux loci, la valeur génotypique cumulée répartit les phénotypes le long d'un continuum qui tend vers une distribution normale à mesure que le nombre de loci augmente. Plus la relation entre deux individus est étroite, plus le partage attendu de ces allèles est important, ce qui produit les corrélations graduelles entre apparentés prédites par le modèle de Fisher. Les données pangénomiques ont concrétisé cela : pour la taille, les polymorphismes mononucléotidiques (SNP) courants, pris ensemble, expliquent une grande partie de la variance, même si les variants individuels ont des effets minimes, ce qui soutient une architecture fortement polygénique.

Clinical relevance

L'hérédité polygénique est la base des scores polygéniques qui résument de nombreux variants à faible effet en un seul indice de prédisposition génétique, et pour interpréter pourquoi la plupart des caractères et troubles courants ne présentent pas une hérédité simple. Elle est décrite ici pour soutenir la compréhension des preuves génétiques au niveau de la population et ne constitue pas une base pour la prédiction ou les soins individuels.

Epidemiology

De nombreux caractères humains mesurables — taille, masse corporelle, pression artérielle, taux de lipides — se comportent comme des caractéristiques polygéniques, distribuées de manière continue, ce qui explique pourquoi les modèles polygéniques dominent la génétique de la variation normale et de la prédisposition aux maladies courantes.

History

Le modèle polygénique a résolu la controverse du début du XXe siècle entre mendéliens et biométriciens : la synthèse de Fisher en 1918 a démontré que la variation continue est le résultat attendu de nombreux loci mendéliens. Falconer et Mackay ont ensuite codifié le cadre de la génétique quantitative, et à partir de 2010, les analyses pangénomiques, telles que celles concernant la taille humaine, ont confirmé empiriquement une polygénicité extrême, conduisant à des vues affinées, y compris le modèle omnigénique.

Debates

Dans quelle mesure les caractères complexes sont-ils polygéniques, et une vision omnigénique en découle-t-elle ?

Les données pangénomiques suggèrent des milliers de variants contributeurs pour certains caractères ; la question de savoir si cela reflète un ensemble relativement restreint de gènes biologiquement centraux amplifiés par des réseaux (omnigénique) ou une architecture plus uniformément distribuée reste débattue.

Key figures

• Ronald A. Fisher
• Sewall Wright
• Douglas Falconer
• Peter Visscher
• Jonathan Pritchard

Seminal works

• fisher-1918
• falconer-mackay-1996
• yang-2010
• boyle-2017

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre l'hérédité polygénique et multifactorielle ?

L'hérédité polygénique souligne que de nombreux gènes contribuent à un caractère ; l'hérédité multifactorielle décrit les caractères influencés par de nombreux gènes ainsi que par des facteurs environnementaux. En pratique, la plupart des caractères complexes humains sont à la fois polygéniques et multifactoriels.

Pourquoi les caractères polygéniques forment-ils une distribution en forme de cloche ?

Lorsque de nombreux loci indépendants ajoutent chacun une petite quantité à un caractère, la somme de leurs effets chez les individus tend vers une distribution approximativement normale (en forme de cloche), conséquence de la combinaison de nombreuses petites contributions additives.