身高是一個複雜的遺傳特徵，本周，來自哈佛醫學院、布裡格姆婦女醫院、秘魯社會服務局（Socios En Salud）以及哈佛大學 Borad 研究所和麻省理工學院的一組研究人員報告說，他們已經確定了迄今為止已知對身高影響最大的遺傳因素。
該發現發表在《自然》雜誌上，該研究結果基於對來自不同種族的秘魯人（世界上身材最矮的人）的樣本進行分析得出的。
這一由多個機構組成的國際研究項目，匯集了計算生物學家、流行病學家、社區衛生工作者、皮膚病學家和各種遺傳和傳染病專家，使用了各種基因組、計算和成像技術。
他們合作的結果為身高遺傳學提供了新的思路，身高遺傳學是研究複雜的多基因系統的關鍵模型系統，對於理解健康和疾病至關重要。
研究小組發現了一個先前未知的、面向特定人群的 FBN1 基因變異（E1297G）。這種變異只在美洲土著血統的個體中發現，並顯示出這種基因與較低身高的顯著關聯。
這項研究的資深作者、英國皇家醫學院（HMS）醫學和生物醫學信息學教授、Brigham 和婦女醫院數據科學中心主任、哈佛大學 Broad 研究所成員 Soumya Raychaudhuri 說：「這項研究突出了研究不同人群並採取多樣化的全球戰略來了解人類基因組的優勢。我們了解了關於複雜遺傳特徵如何工作的新知識。我們的發現對與FBN1相關的重要疾病具有啟發意義，而如果不研究這一人群，我們就無法了解這些疾病。」
身高基因變異
FBN1 基因的多種突變長期以來一直被認為會引起馬凡氏（Marfan）綜合症，這是一種遺傳性結締組織疾病，其特徵是關節活動過度，在某些情況下還因心血管疾病而引起。
然而，新發現的 FBN1 基因變異（E1297G）與疾病無關。
該基因的每個拷貝（Copy）均與平均身高降低 2.2 釐米（約 0.8 英寸）有關。具有該基因變異的兩個拷貝或兩個等位基因的人身高平均低了 4.4 釐米（1.7 英寸）。這種影響效應比先前發現的基因變異對人類身高的影響大一個數量級，先前的影響範圍僅為 1 毫米（0.04 英寸）。
布裡格姆婦女醫院的 HMS 醫學研究院、論文的主要作者 Samira Asgari 說：「這項研究的關鍵見解是同一基因的遺傳變異如何產生截然不同的影響。在此之前，如果你問遺傳學家這個基因的變異會做什麼，他們可能會說它們會導致疾病。但這不是我們發現的。」
相反地，根據研究人員對 E1297G 變異在秘魯人口和整個更廣泛的美洲土著人口中的分布分析，該變異實際上可能具有進化優勢。研究人員表示，因為它似乎是由進化選擇的。
秘魯人是世界上最矮的人之一
研究還表示，與秘魯安第斯山脈或亞馬遜河地區的人口相比，秘魯沿海地區的新變異特別頻繁，這表明身材矮小可能是基因對秘魯沿海環境相關因素適應的結果。
這些發現基於少數對美洲土著群體的遺傳學研究，強調了在生物醫學研究中納入不同群體的重要性。
基因變異在歐洲基因中並不存在
然而，在歐洲多數族群進行的大型遺傳研究中均未發現這種新的變異。研究團隊在秘魯分析的基因組與在歐洲或北美分析的基因組截然不同。根據先前的研究，一個秘魯人的平均基因大約 80% 來自他們的美洲土著祖先。
到目前為止，秘魯人還沒有被納入任何關於身高的基因組研究。通過研究一個先前被忽視的小群體，研究人員確定了一個等位基因，其對身高的影響比其他所有變異都大。
HMS 全球健康教授、這項研究的資深作者，Megan Murray、Ronda Stryker 和 William Johnston 說：「將代表性不足的人群包括在內，這一點非常重要，特別是在這類研究中。這些研究是其他多基因、複雜性狀發揮作用的模式，把某些人排除在外意味著我們可能會錯過我們想要看到畫面的重要部分。」
研究人員指出，對主要分布在歐洲的人群進行身高遺傳研究的薈萃分析包括 70 多萬人。這項研究已經確定了大約 4000 種不同的基因變異，這些變異會影響一個人的身高。對於每個人擁有的每個變異，大多數這樣的變異可能會使一個人的身高高或者低一毫米。
Asgari 說：「相比之下，我們發現的這種變異每個等位基因的效應為 2.2 釐米，這對於身高的變化來說是巨大的。」
E1297G 變異出現在秘魯人口 5％ 的基因組中，但它出現在不到 1％ 的墨西哥美洲土著血統的基因組中。這種變異在歐洲後裔的基因組中完全不存在。
多方共同研究確保研究進行
這項新的研究源於 HMS 研究人員在秘魯領導的一系列項目發展而來，包括 Murray 和他的同事與衛生保健提供者非政府組織 Socios En Salud 的長期合作，該組織是秘魯健康合作組織的分支機構。
Murray 在秘魯的工作集中在結核病的流行病學和遺傳學上。她與 Raychaudhuri 團隊的合作包括去年在《自然通訊》上報導的一項先前研究，該研究分析了特定個體的遺傳學如何影響其被結核病感染或患病的機會，並確定了與結核病進展相關的基因。
完成這個項目後，Raychaudhuri 和 Asgari 看到了一個探索秘魯基因組可能揭示出的高度信息的機會。當他們最初的研究工作顯示與 Marfan 有關係時，其他同事建議他們尋找 FBN1 變異體特徵的皮膚異常。
隨著他們帶來了麻薩諸塞州總醫院 HMS 皮膚病學助理教授、皮膚病學家和流行病學家 Esther Freeman，他們的團隊不斷壯大。該小組在利馬工作，追蹤了純合個體以分析其皮膚，並發現它追蹤了這種遺傳基因異常的預期情況。
研究人員說，這些多樣化的技能對於發現過程至關重要，這一發現使研究人員能夠撰寫論文。Asgari 說：「如果你想做很酷的科學，就必須走出困境並進行合作。」
各類影響健康基因陸續發現
近年來，隨著醫療技術的不斷進步，各種與人類相關的基因變異相繼被發現。
肥胖症是人的身體積聚並儲存過多的體內脂肪時發生的疾病。
社會的現代化通過促進卡路裡攝入增加和體育活動減少的環境，促進了肥胖率的上升。
在過去的 20 年中，環境變化顯著增加了肥胖症的發生率，並且遺傳因素的存在都會使人們受肥胖症困擾。至少有 9 個基因的稀有變異體與單基因（單基因）肥胖有關。
在大多數肥胖人群中，無法確定任何單一的遺傳原因。自 2006 年以來，全基因組關聯研究已發現與肥胖相關的 50 多個基因，大多數影響很小。
這些基因中的幾種還具有與單基因型肥胖症相關的變體，這種現象已在許多其他常見條件下觀察到。大多數肥胖似乎是多因素的，即許多基因和環境因素之間複雜相互作用的結果。
越來越多的新技術的不斷應用，也會加速對人類健康基因的探尋的腳步，從而對人類的健康從基因層面注入更加持久的動力。
參考資料：
https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-05/hms-rim051120.php
https://www.cdc.gov/genomics/resources/diseases/obesity/obesedit.htm