আপনি কোথা থেকে আপনার জিন পেয়েছেন তা গুরুত্বপূর্ণ: 'পিতামাতার উৎপত্তি' কীভাবে আমাদের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে

একই ডিএনএ অক্ষর আপনার মা বা বাবার কাছ থেকে এসেছে কিনা তার উপর নির্ভর করে ভিন্নভাবে কাজ করতে পারে। একে প্যারেন্ট-অফ- অরিজিন এফেক্ট (POE) বলা হয়। এর একটি ক্লাসিক উদাহরণ হল ছাপ: জিনোমের কিছু অংশে, শুধুমাত্র মাতৃত্বকালীন বা পৈতৃক জিনের অনুলিপি কাজ করে। নেচারে প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় দেখা গেছে যে এই ধরনের প্রভাবগুলি বৃদ্ধি, বিপাক এবং অন্যান্য জটিল বৈশিষ্ট্যের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে - এবং এটি লক্ষ লক্ষ মানুষের মধ্যেও ঘটেছে, এমনকি তাদের বাবা-মায়ের ডিএনএ ছাড়াই।

এটা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

বেশিরভাগ জেনেটিক গবেষণা একটি সহজ মডেল ধরে নেয়: একটি রূপের প্রভাব কেবল আপনার কাছে কতগুলি অনুলিপি আছে (0, 1, অথবা 2) তার উপর নির্ভর করে - এবং আপনি কার কাছ থেকে এই অনুলিপিগুলি উত্তরাধিকারসূত্রে পেয়েছেন তা বিবেচ্য নয়। কিন্তু প্রকৃতি কখনও কখনও আরও সূক্ষ্ম খেলা খেলে। বিবর্তনের "পিতামাতার দ্বন্দ্ব" অনুমান অনুসারে, পৈতৃক অ্যালিলগুলি সন্তানদের লম্বা হওয়ার এবং সম্পদ গ্রহণের জন্য "ঠেলে" দেওয়ার সম্ভাবনা বেশি, যখন মাতৃক অ্যালিলগুলি তাদের সংরক্ষণ করার সম্ভাবনা বেশি। যদি এটি সত্য হয়, তাহলে বৃদ্ধি এবং বিপাক সম্পর্কিত বৈশিষ্ট্যগুলিতে "মা" এবং "পিতার" রূপগুলির বিপরীত প্রভাব আমাদের দেখা উচিত। এখন পর্যন্ত, বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে খুব কম বিশ্বাসযোগ্য তথ্য পাওয়া গেছে: বায়োব্যাঙ্কগুলিতে অংশগ্রহণকারীদের জিনোটাইপ থাকে, তবে সাধারণত তাদের মা এবং বাবার জিনোটাইপ থাকে না।

মূল কৌশল: পিতামাতার জিনোটাইপ ছাড়া অ্যালিল কোথা থেকে এসেছে তা কীভাবে বোঝা যায়

লেখকরা "প্রতিনিধিত্বকারী পিতামাতা" এর একটি মার্জিত পদ্ধতি প্রস্তাব করেছেন। প্রথমে, তারা মানব ক্রোমোজোমগুলিকে দুটি লম্বা হ্যাপ্লোটাইপ "ফিতা" - যা সাধারণত জিনোমের "বাম" এবং "ডান" অর্ধেক - - তে সেলাই করে। তারপর তারা খুঁজে বের করে যে এই ফিতাগুলির মধ্যে কোনটি প্রায়শই মাতৃত্ব বা পিতৃত্বের রেখায় আত্মীয়দের একটি দলের সাথে মিলে যায়। এর জন্য, তারা ব্যবহার করে:

• পুরুষদের ক্ষেত্রে X ক্রোমোজোম এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ (সর্বদা মাতৃত্বকালীন) এর সাথে মিলিত হয়ে "মাতৃত্বের দিক" চিহ্নিত করে;
• ভাইবোনদের পুনর্মিলন মানচিত্রে লিঙ্গ পার্থক্য সম্পর্কে তথ্য, যাতে অঞ্চলগুলিকে মাতৃত্ব বা পৈতৃক হিসাবে চিহ্নিত করা যায়;
• বায়োব্যাঙ্কে প্রথম/দ্বিতীয় কাজিনদের সাথে ভাগ করা অঞ্চল জুড়ে আন্তঃক্রোমোজোম "পর্যায়ক্রম"।

এইভাবে, তারা 109,385 জন UK Biobank অংশগ্রহণকারীর জন্য অ্যালিলের পিতামাতার উৎপত্তি নির্ধারণ করতে সক্ষম হয়েছিল - কোনও একক পিতামাতার জিনোটাইপ ছাড়াই। এরপর তারা এস্তোনিয়ান বায়োব্যাঙ্ক (85,050 জন পর্যন্ত) এবং নরওয়েজিয়ান MoBa কোহর্ট (তাদের পিতামাতার সাথে 42,346 শিশু) এর ফলাফল যাচাই করে।

তুমি ঠিক কী খুঁজছিলে?

দলটি দুটি বৃহৎ জিনোম স্ক্যান পরিচালনা করেছে:

1. ৫৯টি জটিল বৈশিষ্ট্য (উচ্চতা, বডি মাস ইনডেক্স, টাইপ ২ ডায়াবেটিস, রক্তের লিপিড ইত্যাদি) - প্রতিটি রূপ যদি মায়ের কাছ থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া যায় তাহলে বাবার তুলনায় কতটা শক্তিশালী তা তুলনা করা।
2. >১৪,০০০ pQTL - রক্তের প্রোটিনের মাত্রার উপর জেনেটিক প্রভাব।

লক্ষ্য: এমন ক্ষেত্রগুলি খুঁজে বের করা যেখানে "মা" এবং "বাবার" অনুলিপিগুলি বিভিন্ন প্রভাব তৈরি করে, এমনকি বিপরীতগুলিও।

মূল ফলাফল

• বৈশিষ্ট্য এবং প্রোটিন জুড়ে ৩০টিরও বেশি শক্তিশালী POE সংকেত পাওয়া গেছে, যার একটি উল্লেখযোগ্য অনুপাত বৃদ্ধি/IGF-1 এবং বিপাকের (যেমন, টাইপ 2 ডায়াবেটিস এবং ট্রাইগ্লিসারাইড) মধ্যে রয়েছে। অবস্থানের এক তৃতীয়াংশেরও বেশি স্থানে, "মা" এবং "পিতার" অ্যালিলের প্রভাব বিপরীত দিকে ছিল, ঠিক যেমনটি দ্বন্দ্ব অনুমান দ্বারা পূর্বাভাস করা হয়েছিল।
• যাচাইকরণ চিত্তাকর্ষকভাবে সম্পাদন করেছে: পরীক্ষিত অ্যাসোসিয়েশনের ≈87% স্বাধীন দলে নিশ্চিত করা হয়েছে।
• অভিভাবক-বিহীন পদ্ধতিটি বায়োব্যাঙ্কের উপর নির্ভর করে: এটি ইউকে বায়োব্যাঙ্ক নমুনার সংখ্যা ~১০৯,০০০ জনে উন্নীত করেছে এবং প্রতিলিপির সাথে একত্রিত হলে, ২৩৬,৭৮১ জন অংশগ্রহণকারীর বিশ্লেষণ পাওয়া গেছে।

বাস্তবে এর অর্থ কী?

• চিকিৎসা জেনেটিক্স। বহুবিধ বৈশিষ্ট্যের জন্য, পলিজেনিক মডেল থেকে ভবিষ্যদ্বাণী উন্নত করা যেতে পারে যদি অ্যালিলটি কার কাছ থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে পাওয়া যায় তা বিবেচনা করে। কল্পনা করুন যে একই রকম রূপের দুটি ব্যক্তি, কিন্তু একজন তাদের মায়ের কাছ থেকে "ঝুঁকি" পেয়েছেন, অন্যজন তাদের বাবার কাছ থেকে। তাদের প্রকৃত ঝুঁকি ভিন্ন হতে পারে, বিশেষ করে বিপাকীয় ফেনোটাইপের জন্য।
• উন্নয়নমূলক জীববিজ্ঞান। মানুষের বাস্তব তথ্যে, আমরা পিতামাতার কৌশলগুলির মধ্যে দীর্ঘস্থায়ী বিবর্তনীয় "দর কষাকষির" স্বাক্ষর দেখতে পাই: বৃদ্ধি, শক্তি, মজুদ। এটি কেবল "পাঠ্যপুস্তক" ছাপানো নয়; কিছু POE ক্লাসিক ছাপানো ক্লাস্টারের বাইরে উদ্ভূত হয়, যা অতিরিক্ত প্রক্রিয়ার দিকে ইঙ্গিত করে (ট্রান্সে নিয়ন্ত্রণ, পরিবেশগত প্রভাব, পিতামাতার লালন-পালন)।
• বায়োব্যাংক এবং মহামারীবিদ্যা। বৃহৎ ডেটাসেটগুলিতে POE শেখার জন্য সরঞ্জামগুলি আবির্ভূত হয়েছে যেখানে পারিবারিক জিনোটাইপগুলি উপলব্ধ নয়। এটি মাতৃ/পিতৃত্বের প্রভাবের কোণ থেকে পরিচিত GWAS সংকেতগুলি পুনরায় মূল্যায়ন করার পথ খুলে দেয়।

গুরুত্বপূর্ণ দাবিত্যাগ

• যদিও POE-এর কিছু অংশ ছাপের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা হয়, তবে পুরোটা নয় - পরিবেশগত চ্যানেলগুলি (পিতামাতার যত্ন, অন্তঃসত্ত্বা কারণ)ও সম্ভব। নতুন পদ্ধতি ব্যবহার করেও এগুলি সম্পূর্ণরূপে আলাদা করা কঠিন।
• প্রচলিত GWAS-এর মতো, এর প্রভাবগুলি আকারে ছোট: এগুলি একটি পলিজেনিক ছবিতে স্ট্রোক, "ভাগ্যের পরিবর্তন" নয়।
• এই পদ্ধতির জন্য ভালো মানের পর্যায়ক্রমিককরণ এবং ডাটাবেসে পর্যাপ্ত সংখ্যক আত্মীয়ের উপস্থিতি প্রয়োজন; যেসব জনগোষ্ঠীর বায়োব্যাঙ্ক ছোট, সেখানে পিতামাতাদের "লেবেল" করা আরও কঠিন হতে পারে।

এরপর কী?

নির্দিষ্ট রোগের (টাইপ 2 ডায়াবেটিস, ডিসলিপিডেমিয়া) জন্য পলিজেনিক ঝুঁকির সাথে POE-কে একীভূত করুন এবং পরীক্ষা করুন যে এটি ক্লিনিকে ঝুঁকি স্তরবিন্যাস উন্নত করে কিনা। 2) প্রক্রিয়াটি বোঝার জন্য টিস্যু-নির্দিষ্ট ইমপ্রিন্টিং, মিথাইলেশন এবং এক্সপ্রেশন মানচিত্রের সাথে POE লোকিকে সম্পর্কযুক্ত করুন। 3) আরও বৈচিত্র্যময় জনসংখ্যার দিকে দৃষ্টিভঙ্গি প্রসারিত করুন যেখানে সম্পর্কিততার ধরণ এবং অ্যালিল ফ্রিকোয়েন্সি ভিন্ন।

উপসংহার

এই গবেষণাটি দৃঢ়ভাবে প্রমাণ করে যে মানুষের জেনেটিক্সে, কেবল অ্যালিলের সেটই গুরুত্বপূর্ণ নয়, বরং তারা কোথা থেকে এসেছে তাও গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চতা থেকে শুরু করে লিপিড বিপাক পর্যন্ত বেশ কয়েকটি মূল বৈশিষ্ট্যের জন্য, পিতামাতার উৎপত্তি সত্যিই সমীকরণ পরিবর্তন করে। এবং এখন আমাদের কাছে এটির জন্য একটি বিশাল উপায় রয়েছে - এমনকি যখন পিতামাতার জিনোটাইপগুলি কোথাও খুঁজে পাওয়া যায় না।