Психогенетика А.А.Александров

Могут быть как наследственные, так и ненаследственные формы  болезни. Так, заболевание краснухой во время беременности может привести к рождению глухонемых детей, причем эти аномалии неотличимы от наследственной глухонемоты. Ненаследственная форма данного заболевания, таким образом, представляет собой фенокопию.

При близнецовом  анализе случаи дискордантиости  могут быть обусловлены какими-то средовыми воздействиями, когда генетическая предрасположенность имеется, но средовое воздействие не дает ей проявиться и в результате этого один близнец заболевает, а другой — нет. Однако из-за существования фенокопии существует возможность возникновения, так сказать, другого типа дискордантно-сти. Генетические факторы в данном случае роли не играют, просто у одного из близнецов возникает фенокопия, и эта пара, таким образом, тоже пойдет в анализ как дискордантная.

Признак может  возникнуть как следствие определенного генотипа, а может появиться из-за специфического воздействия среды. Чтобы установить роль негенетических факторов и разобраться с природой конкордантности и дискордантности, применяют метод близнецовых семей.

Когда речь идет о болезни, сравнивают показатели заболеваемости у родственников конкордатных пар близнецов и родственников дискордантных пар близнецов. Если дискордантность вызвана фено-копией, то риск заболевания у родственников дискордантных монозиготных близнецов должен быть примерно таким же, как в общей популяции. Если дискордантность возникла из-за какого-то средового воздействия, помешавшего проявиться наследственной предрасположенности, то риск заболевания в таких семействах все равно будет выше, чем в целом в популяции.

Применение  метода близнецовых семей при  исследовании диабета позволило установить, что у близнецов из группы конкордант-ных пар один из родителей намного чаще был болен диабетом, чем в группе дискордантных близнецовых пар. Это свидетельствует в пользу наличия двух форм заболевания диабетом: для одной большую роль играют средовые воздействия, а другая зависит от генетических факторов.

Метод близнецовых  семей можно применять и для  выяснения так называемого материнского эффекта, т.е. большего влияния матери на фенотип потомков. В основе этого явления может лежать цитоплазматическая наследственность. Митохондрии наследуются с цитоплазмой яйцеклетки, таким образом, в зиготе, возникающей после оплодотворения, все митохондрии унаследованы по материнской линии. Количество ДНК в митохондриях очень невелико, однако для некоторых признаков это может иметь значение. Еще одна причина материнского эффекта — это влияние материнского организма на плод в период внутриутробного развития.

Материнский эффект проявляется при сравнении детей в семьях, где матери являются монозиготными близнецами, с семьями, в которых монозиготными близнецами являются отцы. С точки зрения родства такие дети являются сводными братьями и сестрами, поскольку их отцы или матери генетически идентичны. У таких детей столько же общих генов, сколько у сводных братьев и сестер, — примерно 25%. Если сходство детей выше в семьях, где матери — монозиготные близнецы, по сравнению со сходством детей из семей, где монозиготными близнецами являются отцы, то это свидетельствует о наличии материнского эффекта.

Метод контрольного близнеца

Наконец, для  определения влияния средовых воздействий  на развитие того или иного признака в экспериментах можно применить метод контрольного близнеца. В экспериментальную и контрольную группы включают по одному близнецу из каждой пары. Если один близнец из пары подвергается воздействию определенного фактора, а другой служит контролем, то можно непосредственно оценить возможный вклад этого фактора в изменчивость признака. Например, можно проверить эффективность различных тренировочных программ. Так, тренировка речевого развития в возрасте 1,5-2 лет, по Гезеллу, привела к незначительным отличиям между контрольной и экспериментальной группами близнецов, причем эта разница в последующем быстро исчезла (в течение 3 месяцев).

Особенности близнецового метода

Со временем для определения монозиготных и  дизиготных близнецов стали использовать не только внешнее сходство, но и целый набор признаков. Полисимптоматический метод учитывает цвет глаз,

волос, рисунок  отпечатков пальцев (дерматоглифику), различные системы групп крови (резус-фактор, AB0, MN), генетические маркеры. Такой анализ важен, так как большое внешнее сходство может встречаться и у дизиготных близнецов. Наиболее радикальный способ проверки — на тканевую совместимость. Поскольку монозиготные близнецы обладают идентичным генотипом, у них наблюдается полная тканевая совместимость и отсутствует реакция отторжения тканей при их пересадке.

Имеется целый  ряд ограничений близнецового метода, прежде всего связанных с недостаточной репрезентативностью, так как по некоторым характеристикам наблюдаются систематические отличия между близнецами и обычными людьми.

Часть отличий  связана с особенностями перинатального развития (до и после рождения). Для близнецов характерен более низкий вес при рождении, больший процент мертворождений, выше смертность в раннем возрасте, больше осложнений при беременности и родах.

Систематические отличия имеются и между ди- и монозиготными близнецами. У монозиготных близнецов наблюдается более низкий вес при рождении, чем у дизиготных близнецов. При этом отмечаются и большие внутрипарные различия по весу (до 1000 г) между монозиготными близнецами, имеющими общий хорион. Несколько чаще встречаются у монозиготных близнецов и пороки развития (врожденный порок сердца, гидроцефалия). Внутрипарные различия по весу и ряду врожденных пороков у монозиготных близнецов, по-видимому, связаны с условиями внутриутробного развития и объясняются наличием общего хориона. Около 20% всех монозиготных близнецов развиваются в таких условиях, поэтому при анализе дискордантности по ряду заболеваний желательно принимать во внимание это обстоятельство.

Другая особенность  близнецов (как моно-, так и дизиготных) — это сниженные значения коэффициента интеллекта, особенно в раннем возрасте. В качестве причин этого явления обычно приводились вышеупомянутые особенности перинатального развития. Однако, по всей видимости, основную роль играют особенности развития близнецов после рождения. Близнецы неизбежно развиваются в непрерывном контакте друг с другом. В каком-то смысле каждый из них есть часть среды другого, что особенно выражено в случае монозиготных близнецов. В результате такая замкнутость друг на друга приводит к отставанию в речевом развитии. Близнецы, в частности, 

Метод приемных детей    49

дольше задерживаются  на стадии примитивной синпрактической  речи. В результате средние значения коэффициента интеллекта монозиготных близнецов оказываются на уровне 90-93 баллов.

Роль близнецовых взаимодействий в задержке развития была убедительно продемонстрирована, когда оценили коэффициент интеллекта у тех монозиготных близнецов, у которых второй партнер умер вскоре после рождения. В этом случае оставшийся близнец развивается без отклонений и коэффициент интеллекта оказывается практически на уровне нормы (99 баллов).

Для некоторых  близнецовых пар характерно возникновение  разделения ролей, например, один из близнецов в основном осуществляет контакты с внешним миром, другой может доминировать в отношениях внутри пары. Это приводит к усилению внутрипарных отличий. Для некоторых пар обнаруживаются и варианты протест-ного поведения, когда близнецы начинают специально демонстрировать разное поведение в ответ на стремление окружающих всячески подчеркнуть их сходство. Данное обстоятельство также может повлиять на оценки внутрипарного сходства. В связи с этим при изучении наследуемости высших психических функций рекомендуется проводить специальный анализ близнецовой среды.

Наконец, еще  один источник ошибок — это то, что  общая (разделенная) среда для монозиготных близнецов является более «общей». Монозиготные близнецы больше времени проводят друг с другом, с ними одинаково обращаются родители. Имеется выраженная тенденция со стороны родителей монозиготных близнецов всячески подчеркивать их сходство, одинаково одевать, обращаться и т.п. У дизиготных близнецов степень разделенности среды меньше и соответственно оценки наследуемости, полученные классическим близнецовым методом, должны быть несколько завышены. В результате коэффициенты наследуемости, полученные другими способами, например в исследованиях на приемных детях, получаются несколько ниже.

Метод приемных детей

Метод приемных детей позволяет выяснить, что больше влияет на развитие признака — генетические задатки, или определенное воздействие среды. Для этого изучают детей, принятых на воспитание в другие семьи. В основе метода лежит сравнение их сходства с роди телями биологическими и теми, которые их усыновили. Сходство с биологическими родителями трактуется как свидетельство генетических влияний, сходство с приемными — как показатель влияния общей среды. В качестве примера приведем исследование роли генотипа и среды в формировании такого признака, как коэффициент интеллекта (IQ). Было показано, что если коэффициент IQ родной матери был больше 120 баллов, то у детей этой группы, отданных на воспитание в другие семьи, впоследствии не отмечалось ни одного случая с IQ меньше 95, а у 44% детей он тоже был больше 120. Если посмотреть на коэффициент интеллекта тех приемных детей, у которых биологические матери имели IQ меньше 95 баллов, то оказывается, что в результате не было ни одного ребенка с коэффициентом интеллекта больше 120 баллов, а у 15% он был ниже 95. Такие данные свидетельствуют о большой роли генотипа в развитии этого признака.

При использовании  метода приемных детей определяют корреляцию в развитии изучаемого признака между биологическими родителями и их детьми, воспитывающимися в других семьях. Наличие сходства в развитии признака при таких условиях говорит о вкладе генотипа в развитие признака (у детей и биологических родителей 50% общих генов). Если есть возможность, то определяют корреляцию между разлученными братьями и сестрами, отданными в другие семьи или оставшимися с биологическими родителями. Здесь тоже налицо отсутствие общих средовых влияний и сходство генотипа.

Такие же вычисления проводят в отношении приемных детей  и их усыновителей. Сходство в развитии признака в этом случае свидетельствует о большой роли средовых воздействий, поскольку общая наследственность исключена. Еще один вариант — это сравнение приемных детей с родными детьми усыновителей. Сравнение детей, не являющихся родственниками, но воспитываемых в одной семье, дает возможность непосредственно оценить вклад общей среды в изменчивость признака, достаточно просто подсчитать коэффициент корреляции его выраженности.

Для наибольшей чистоты исследования необходимо подбирать  случаи как можно более раннего  усыновления, тогда воздействие другой среды будет минимальным.

Еще один возможный  источник искажений при использовании этого метода связан с тем, что семьи, в которых воспитываются приемные дети, не совсем репрезентативны. Это связано с целым рядом требований, предъявляемых к усыновителям. Те влияния среды, которые представлены в этих семьях, характерны в основном для среднего класса, соответственно средовые воздействия в условиях экстремальной бедности и лишений остаются недооцененными. Недостаточная представленность воздействий среды, относящихся к различным факторам риска, может повлиять на результаты исследований.

Семейный (генеалогический) анализ

Этот метод  основан на том простом соображении, что у родственников имеется некоторая часть одинаковых генов, поэтому можно определить генотипическую корреляцию (r_g). Фенотипическую корреляцию (^г_р) можно установить экспериментально. Коэффициент наследуемости при этом вычисляется как отношение этих корреляций:

Для монозиготных близнецов генетическая корреляция равна 1. Для родства первой степени она составляет 1/2 (0,5). Сюда относятся корреляция ребенок—родитель, а также корреляции между детьми одних родителей, в том числе и дизиготными близнецами. В случае родства второй степени генетическая корреляция равна 1/4 (0,25). Это корреляция между бабушками (дедушками) и внуками, дядями (тетями) и племянниками (племянницами), сводными братьями и сестрами (для которых общим является только один родитель). Для третьей степени родства корреляция равна 1/8 (0,125) — между двоюродными братьями и сестрами.

При таком подходе приходится делать слишком много допущений, в частности, пренебрегать ковариациями и генотип-средовыми взаимодействиями, не учитывать ассортативность браков. На практике такие способы подсчета вполне применимы при селекции у животных, однако в отношении поведения человека их применяют редко.

Еще одной  принципиально важной особенностью, ограничивающей применение семейного анализа в психогенетике, является невозможность отделения генетических эффектов от средовых. Невозможно сказать, чем объясняется сходство членов семьи, — тем, что у них схожие генотипы (частично идентичные генотипы), или же тем, что они живут в одних и тех же условиях (частично идентичные средовые воздействия). Ответ на этот вопрос становится практически невозможен, особенно при изучении полигенных (зависящих от многих генов) признаков. Нельзя, конечно, сказать, что семейный анализ не может ничего дать — например, отсутствие фенотипической корреляции по какому-то признаку может быть достаточно информативным. Изучение родословных в случае простых типов наследования может оказаться исключительно важным, несмотря на то, что большинство психологических признаков полигенно. Тем не менее, семейный анализ важен как дополнительный метод, позволяющий уточнить данные, которые получены с помощью других методов психогенетики.

Контрольные вопросы

1. Каким образом оценивается изменчивость признака?
2. Назовите компоненты фенотипической дисперсии.
3. Что такое коэффициент наследуемости?
4. Назовите компоненты средовой дисперсии.
5. В чем заключаются генотип-средовые взаимодействия (G х E)?
6. Приведите пример взаимодействия «генотип—среда».
7. Охарактеризуйте типы корреляции «генотип—среда».
8. Приведите примеры активной и реактивной корреляции «генотип—среда».
9. Как корреляция «генотип—среда» сказывается на фенотипи<span class="dash