Некоторые генетические мутации могут иметь разные последствия в зависимости от того, наследуется ли ген от матери или от отца. Это явление известно как эффект родительского происхождения (ПЭП), когда определённые гены включаются или выключаются в зависимости от их родительского источника. Хотя учёные уже давно знают об этом явлении, о генетических особенностях ПЭП известно мало, в первую очередь из-за отсутствия генетических данных о родителях.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature, представлен новый статистический подход к определению родительского происхождения аллелей (альтернативных версий гена) без доступа к родительским геномам. Используя новый метод, группа исследователей распознала 30 POE по 59 сложным признакам и подтвердила более половины ранее выявленных ассоциаций для 109 385 человек из Британского биобанка.

Более чем у трети этих случаев наблюдалось то, что исследователи назвали биполярными эффектами, когда материнские и отцовские версии одного и того же аллеля давали противоположные результаты. Другими словами, если потомок наследовал аллель от одного родителя, это увеличивало вероятность проявления признака, в то время как наследование от другого родителя могло её снизить. Такое генетическое взаимодействие особенно наблюдалось в отношении признаков, связанных с ростом и проблемами обмена веществ, включая риск развития диабета 2 типа и уровень триглицеридов.

Люди и другие млекопитающие наследуют две копии каждого гена, по одной от каждого родителя, и в большинстве случаев оба гена либо активны, либо деактивированы. Однако в некоторых случаях наблюдается избирательная экспрессия только одного родительского гена — это называется геномным импринтингом.

Геномный импринтинг, ключевой механизм развития ПЭ, как полагают, возникает в результате эволюционного генетического соперничества между родительскими генами за распределение ресурсов среди потомства, что иногда приводит к развитию этих признаков в совершенно противоположных направлениях. Несмотря на широкое признание гипотезы родительского конфликта, она не была систематически проверена в отношении многих признаков.

Традиционные методы изучения POE требуют генетической информации от обоих родителей, чтобы определить, какой аллель был унаследован от какого родителя. Новый метод, представленный в данном исследовании, позволил получить эту информацию, используя геномные данные всех доступных родственников.

Исследователи использовали межхромосомное фазирование — метод, который использует данные, собранные с разных хромосом, чтобы выяснить, какие генетические варианты наследуются совместно. Они также проанализировали митохондриальные данные и признаки, зависящие от пола и передающиеся из поколения в поколение.

Используя эту систему, исследователи выявили более 30 случаев ПЭ, включая множество ранее не зарегистрированных. Для валидации метода исследователи воспроизвели результаты на дополнительных когортах: 85 050 участников из Эстонского биобанка и 42 346 детей из Норвежского когортного исследования «Мать, отец и ребенок» (MoBa), доведя общий размер выборки до 236 781 человека, что является одной из самых больших когорт, информированных о ПЭ на сегодняшний день.

Исследователи отметили, что результаты подчеркивают вклад POE в формирование сложных черт характера, а также подтверждают гипотезу родительского конфликта. Они предлагают шире включать POE в генетические исследования , чтобы раскрыть молекулярные механизмы, лежащие в основе этих эффектов, и их влияние на здоровье.