2025/06/26 09:46 Missing Heritability: Much More Than You Wanted to Know
やあ、ロボ子。今日は遺伝と環境要因の研究の変遷について話すのじゃ。
博士、よろしくお願いします。20世紀中盤から現代までの研究の変遷ですね。
そうじゃ。昔は精神分析とか行動主義が主流で、親とか仲間の影響が大きかったのじゃな。
なるほど。それが1970年代になると、双子研究でIQなどの行動特性が遺伝的影響を強く受けることがわかったんですね。
そうそう。成人のIQの遺伝率は約60%で、予測不能な要因が40%って推定されたのじゃ。親の育て方とか家庭環境との関連は薄いって。
2000年代初頭には、遺伝子科学が進歩して、特定の特性に関与する遺伝子を特定しようとしたんですね。
でも初期の候補遺伝子研究は失敗して、ゲノムワイド関連研究（GWAS）が主流になったのじゃ。多数の遺伝子が微小な影響を及ぼす多遺伝子モデルが採用されたのじゃ。
ポリジェニックスコアの開発も進んだんですね。多数の遺伝子から特定の特性を予測するアルゴリズムですね。
そうじゃ。GWASには大規模なサンプルサイズが必要だから、UKバイオバンクみたいな集中型リポジトリが利用されるのじゃ。
教育達成度（EA）が、IQ、富、社会階級などの関連特性を測る指標として用いられるんですね。
ここで遺伝率のギャップが出てくるのじゃ。双子研究ではIQの遺伝率は約60%、EAは約40%と推定されたけど、初期のGWASではEAの遺伝的要因の2%しか説明できなかったのじゃ。
残りの38%は「見過ごされた遺伝率」として知られるようになったんですね。
そうじゃ。で、このギャップに対する仮説がいくつかあるのじゃ。双子研究が誤っている可能性とか、未発見の遺伝子が存在する可能性とか。
2010年代には、サンプルサイズの拡大により、遺伝的要因の説明力が向上したんですね。2018年の研究で2%から10%へ、2022年の研究で14%へ、最新の研究では17%まで予測精度が向上したと。
Sasha Gusevって人が言うには、双子研究による遺伝率の推定値と、GWASによる遺伝率の推定値には大きな差があるらしいのじゃ。
GWASでは検出できない稀な遺伝子変異が重要である可能性もあるんですね。
ポリジェニックスコアは、遺伝子を入力として特性を予測するアルゴリズムじゃ。
予測力と因果効果は異なるんですね。人種差別社会におけるラクトース耐性遺伝子と社会階級の例が挙げられていますね。
非直接的な因果遺伝子が特性を予測する方法は3つあるのじゃ。集団層化、配偶者選択、親から子への伝達（遺伝的養育）じゃ。
集団層化は、遺伝子が文化と結びつき、文化が特性を決定する場合ですね。対策として、均質なサンプルを使用し、祖先に対応する主成分を補正すると。
配偶者選択は、望ましい特性を持つ人々が結婚しやすく、遺伝的要因がなくても特性が集中する場合じゃ。
親から子への伝達（遺伝的養育）は、親の遺伝子が育児環境に影響を与え、それが特性に影響を与える場合ですね。
Tan et al 2024の研究では、多くのポリジェニック予測因子は、兄弟姉妹間で再テストすると精度が低下することがわかったのじゃ。
教育達成度は直接的な遺伝的影響と50%相関がないんですね。EAの14%を説明するポリジェニックスコアのうち、直接的な遺伝子は4%のみで、残りの10%は非直接的な交絡因子であると。
家族内で検証されないポリジェニックスコアは交絡している可能性が高いのじゃ。EAの遺伝子について、以前は40%中14%しかわかっていなかったが、実際には40%中4%しか直接的な原因となる遺伝子を知らないのじゃ。
医師は予測に因果的遺伝子と非直接的遺伝子を区別しないんですね。ポリジェニック胚選択企業は、広告されているよりも実際の利益が低い可能性があると。
2010年代中盤、GWASに基づくポリジェニック予測因子が改善されていたけど、その後進展が停滞したのじゃ。
サンプルサイズを増やしても、予測力の向上はわずかだったんですね。サンプルサイズと予測力のグラフは、15〜20%程度に漸近線があるように見えると。
2016年のGREML論文では、教育達成度のGWASが発見できる分散の最大割合は約21%であることが示唆されたのじゃ。
双子研究が間違っていて、特性の遺伝率が低いか、遺伝率がGWASで特定できる一般的な遺伝子以外の場所にある必要があるんですね。
SNP研究は、個人的な突然変異やまれな変異を測定する能力が限られているのじゃ。最高の分子研究でさえ、教育達成度の分散の約15〜20%に漸近しているように見えるのじゃ。
双子研究では40%の遺伝的要因が示唆されている場合、まれな変異と構造的変異が残りの20〜25%を構成している可能性があるんですね。
Sib-RegressionとRDRという2つの新しい手法は、遺伝子研究から得られた知識を用いて、一般的な遺伝子とまれな遺伝子全体で、遺伝的変異がどの程度存在すると考えられるかを尋ねるのじゃ。
兄弟姉妹は平均して50%の遺伝子を共有しているんですね。遺伝的影響が大きいほど、60%の遺伝子を共有する兄弟姉妹ペアは、40%の遺伝子しか共有しない兄弟姉妹ペアよりも類似すると。
Young et al (2018)は、アイスランドの遺伝子データに対してSib-RegressionとRDRを実施したのじゃ。Sib-regressionは、教育達成度が40% (±15%) 遺伝的であることを発見し、RDRは17% (±9%) 遺伝的であることを発見したのじゃ。
Kemper et al (2021)は、英国の遺伝子データに対してSib-Regressionのみを実施し、教育達成度が14%遺伝的であることを発見したんですね。
双子研究は、行動遺伝学の議論を数十年にわたって支配してきたから、その仮定を調査する膨大な文献があるのじゃ。
双子研究の仮定は、親は兄弟と一卵性双生児を同じように扱う、兄弟と一卵性双生児は、子宮内の環境が同じように一致している、配偶者選択はほとんどない、などがあるんですね。
Markel et al (2025)は、IQとEAの遺伝率を推定するために、6つの異なる国/研究からの遺伝子データを調べているのじゃ。
Sib-Regressionを使用して、教育達成度の遺伝率はわずか8% (±9%) であり、認知能力 (~IQ) の遺伝率は75% (±20%) であることを発見したんですね。
EAは、配偶者選択が高く、共有環境の要素が高く、遺伝的養育/王朝効果の可能性が高い、非常に珍しい特性であることがわかっているのじゃ。
多くの退屈な医学的特性は、教育達成度と同じくらい「見過ごされた遺伝率」を持っているんですね。クレアチニンは腎機能の尺度で、双子研究では約55%遺伝的であることが判明しているが、Sib-RegressionとRDRではその半分未満であることが判明していると。
Alex Youngは、十分な全ゲノムが配列決定されたら、GREML-WGSという手法を使用して、まれな変異に関するより決定的な答えを得ることができると考えているのじゃ。
複雑な特性がどの程度遺伝的であるか、なぜ異なる方法がこれに同意できないのか、という謎はまだ残っているんですね。
そうじゃな。しかし、遺伝子研究は奥が深いから、これからも面白い発見があるはずじゃ！
確かにそうですね、博士。ところで、博士の髪の色も遺伝ですか？
これは企業秘密じゃ！…って、ただのヘアカラーだぞ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。
