트윈 연구

전원의 쌍 디자인에서 발생한 사실에는 쌍둥이 될 수 있 중복형(동일(MZ):개발에서 하나의 수정란이고,따라서 공유하는 모든 자신들의 대립)또는 란(AN:을 개발에서 두 개의 수정란고,따라서 공유하는 평균 50%그들의 다형 대립과 동일한 수준의 유전자는 유사성에서 발견 비 쌍둥이 형제자매). 이러한 잘 알려진 차이점이에서 유전 유사성을 함께,가능한 가정의 동등한 환경과 동일한 이란성 쌍둥이를 만듭 기초 쌍둥이에 대한 디자인에 대한 탐험의 효과는 유전 및 환경 차이에 표현형입니다.

기본 논리의 쌍둥이 연구에 이해할 수 있는 아주 작은 수학적 개념의 이해의 분산과 거기서 파생된 상관 관계입니다.

클래식 트윈 methodEdit

좋아하는 모든 행동 유전자 연구,클래식 트윈 연구에서 시작된 평가의 분산을 동작(라는 형 유전학)큰 그룹에서 하려고 얼마나 추정의 이용은 아래와 같습니다.

• 유전 효과(유전율);
• 공유 환경–이벤트 발생하는 모두의 쌍둥이에 영향을 미치는,동일한 방식으로;
• 공유,또는 독특한 또는 공유되지 않는 환경–이벤트 발생하는 하나의 쌍둥이지만,또는 이벤트에 영향을 미치는 두 쌍둥이는 다른 방법이다.

일반적으로이 세 가지 구성 요소는 a(첨가제 유전학)C(공통 환경)및 E(고유 환경)라고하며 따라서 약어 ACE. 그것은 또한 검사 가능하 non-첨가물 유전학에 효과(로 표시된 D 에 대한 지배력(ADE 모델);아래를 참조하십시오 더 복잡한 쌍인).

ACE 모델은 공유 환경 또는 공유되지 않은 환경으로 인한 비율과 비교하여 특성의 분산의 비율이 상속 가능한지를 나타냅니다. 연구는 OpenMx 와 같은 SEM 프로그램을 사용하여 수행되지만 트윈 디자인의 핵심 논리는 아래에 설명 된대로 동일합니다:

가족에서 자란 일배 체형(일란성–MZ)쌍둥이는 유전자의 100%와 공유 된 환경을 모두 공유합니다. 이러한 상황에서 그들 사이에 발생하는 모든 차이는 무작위(고유)입니다. 간의 상관관계 동일한 쌍둥이의 견적을 제공합 A+C. 란(DZ)쌍둥이를 또한 공유 C 지만,공유 평균 50%그들의 유전자:이렇게 사이의 상관 관계를 이란성 쌍둥이에 직접적인 추정 ½A+C.If r 은 상호 관계,다음 rmz 및 rdz 는 단순히 상관관계의 특성과 동일한 이란성 쌍둥이 각각합니다. 어떤 특정한 특성을 위해,그 후에:

rmz=A+C rdz=½A+C

A,따라서는 두 번의 차이점과 동일한 이란성 쌍둥이의 상관 관계:첨가제,유전적인 영향(매사냥꾼의 수식). C 는 단순히 mz 상관 관계에서 A. 의이 추정치를 뺀 무작위(고유)인자 E 는 1-rmz 입니다:즉,mz 쌍둥이는 고유 한 환경으로 인해 만 다릅니다. (Jinks&Fulker,1970;Plomin,DeFries,McClearn,&McGuffin,2001).

다시 말하지만,이 두 합계의 차이는 A,C 및 E 에 대해 해결할 수 있습니다. 으로 사이의 차이점과 동일한 성관계로 인해 완전히 반분의 유전자는 유사성,첨가제 유전 효과’에는’단순히는 두 번 사이의 차이는 동일하고 형제의 상관 관계:

A=2(rmz−rdz)

으로 동일한 상관관계를 반영한의 전체 효과 A,C,E 추정할 수 있습니다 빼서 이러한 상관관계에서 1

E=1−rmz

마지막으로,파생될 수 있습 C:

C=rmz−A

현대 modelingEdit

1970 년부터,연구로 전환하여 모델링하는 유전자,환경의 영향을 사용하여 최대 우도 방법이(마틴&마,1977). 계산 상 훨씬 더 복잡하지만,이 접근법은 현재 연구에서 거의 보편적으로 렌더링되는 수많은 이점을 가지고 있습니다.

예 구조적 모델(위의 유전율이 높이 사이에 덴마크의 남성)은 다음과 같다.

A: 에이스 모델을 보여 원(금화)분산 계수

B: 에이스 모델을 보여주는 표준화된 분산 계수

모델 왼쪽에 보여줍니다 raw 분산에서 높이입니다. 이것은 유전자와 환경의 절대적인 효과를 보존하고 높이 변화의 mm 와 같은 자연 단위로 이들을 표현하므로 유용합니다. 때로는 매개 변수를 표준화하는 것이 도움이되므로 각각은 총 분산의 백분율로 표현됩니다. 기 때문에 우리가 분해 분산으로 A,C,E,총 차이는 것은 단순히+C+E. 그리고 우리는 그 규모는 각각의 하나의 매개변수로서의 비율이 총 즉,표준화–A=A/(A+C+E). 유전성은 표준화 된 유전 효과입니다.

모델 comparisonEdit

주체의 이익을 모델링하는 기능을 명시적으로 모델을 비교하:보다는 오히려 단순히 값을 반환에 대한 각각의 구성 요소 모델링 계산할 수 있습니다 간격으로 신뢰에 매개 변수이지만,결정적으로,삭제할 수 있습 및 경로를 추가하고 테스트를 통해 효과와 같은 통계 AIC. 따라서,예를 들어를 테스트하는 예상된 효과의 가족이나 공동 환경에서 동작하는 AE 모델될 수 있는 객관적으로 비교하여 전체 에이스 모델이다. 예를 들어,우리가 할 수 있습의 물 위의 그림을 높이:수 있습 C(공용한 환경)삭제할 수 없는 상당한 손실이 적합한가? 또는 각 경로에 대해 신뢰 구간을 계산할 수 있습니다.

다 그룹과는 다변량 modelingEdit

다변수 모델링에 대한 답변을 제공 할 수 있습에 대한 질문에 유전자 간의 관계는 변수가 나타나는 독립적입니다. 예를 들면:iq 와 장기 기억이 유전자를 공유합니까? 그들은 환경 적 원인을 공유합니까? 추가적인 혜택을 할 수있는 기능을 포함한 처리 간격 임계값과 지속적인 데이터를 유지,전체에서 정보를 누락된 데이터 값을,통합 잠재 모델링과 측정한 변수들을 측정 환경이나,지금은 측정,분자 유전자 같은 마커 Snp. 또한,모델을 피하 제약 문제가에서 원유관법:모든 매개 변수는 거짓말로,그들은 해야,사 0-1(표준화).

측정 된 환경과 잠재적으로 인과 적 행동의 반복적 인 측정과 함께 다 변수 및 다중 시간 파동 연구가 이제 표준입니다. 이러한 모델의 예로는 확장 트윈 디자인,심플 렉스 모델 및 성장 곡선 모델이 있습니다.

SEM 프로그램과 같은 OpenMx 및 기타 응용 프로그램에 적합한 제약 조건과 여러 그룹을 만든 새로운 기술을 접근을 합리적으로 숙련 된 사용자.

환경 모델링: MZ 불 designsEdit

로 MZ 쌍둥이를 모두 공유할 수 있 유전자 및 그의 가족은 수준의 환경적 요인 사이에 어떤 차이 MZ 쌍둥이를 반영 E:합니다. 연구진은 이 정보를 사용하여 환경을 이해하는 강력한 방법으로 할 수 있도록,역학적 테스트의 인과 관계가 그렇지 않으면 일반적으로 혼란과 같은 요인으로 인해 환경 유전자 공분산,역 원인과 혼동하고 있다.

긍정적 인 MZ 불화 효과의 예가 왼쪽에 아래에 나와 있습니다. 형질 1 에서 더 높은 점수를 얻은 쌍둥이도 형질 2 에서 더 높은 점수를 얻습니다. 이것은 형질 2 의 증가를 일으키는 형질 1 의”용량”과 호환됩니다. 물론 형질 2 는 형질 1 에 영향을 줄 수도 있습니다. 이 두 가지 가능성을 배제하려면 다른 디자인이 필요합니다(예제는 아래 참조). Null 결과는 인과 관계 가설과 양립 할 수 없다.

의 묘사 MZ-부 데이터

MZ 불협화음의 테스트 가설을 운동을 보호한 우울증에 대해

을 위해 인스턴스의 경우에는 관찰된 링크를 사이 우울증과 운동(위의 그림을 참조하십시오에서 오른쪽). 우울한 사람들은 또한 신체 활동을 거의하지 않는다고보고했습니다. 수 hypothesise 이는 인과 링크:는”투여”환자 운동을 높이는 것이 그들의 분위기와 보호에 대한 우울증이 있습니다. 다음 그림은이 가설의 경험적 테스트가 발견 한 것을 보여줍니다:널 결과.

경도 국적 디자인.

볼 수 있으므로 다음 그림에서,이 디자인을 확장할 수 있습 여러 측정,증가와 이에 따른에서는 정보의 종류 중 하나 배울 수 있습니다. 이를 교차 지연된 모델이라고합니다(두 번 이상 측정 된 여러 형질).

경도 불일치 모델,차이 동일한 쌍둥이를 가지고하는 데 사용할 수 있습 계정의 관계를 중 차에 걸쳐 특성 시간에 하(경로)을 검사하여 고유한다는 가설을 증가에 trait1 드라이브 후속 변화하는 특성에 미래(경로 B 및 전자),또는,중요한 것은,에서 다른 특성(경로 C&D). 이 예에서 우울한 사람이 종종 평균보다 적은 운동을하는 관찰 된 상관 관계가 인과 관계라는 가설을 테스트 할 수 있습니다. 운동이 우울증에 대한 보호라면,더 많은 운동을하는 쌍둥이가 결과적으로 우울증을 덜 보이면서 경로 D 가 중요해야합니다.

AssumptionsEdit

에서 볼 수 있습의 모델링,위의 주요 가정의 쌍 연구의 동등한 환경에서,또한 알려져 있으로 동등한 환경에 가정이다. 이 가정은 직접 테스트되었습니다. 부모가 쌍둥이가 실제로 유 전적으로 동일 할 때 동일하지 않다고 믿는 특별한 경우가 발생합니다. 연구 범위의 심리적 특성을 나타내는 이러한 아이들이 남아 있으로 조화 된로 MZ 쌍둥이에 의해 발생하는 부모로 그들을 치료 하는 동일합니다.

분자 유전학 방법의 유전율 추정을 하는 경향이 있을 낮 추정보다 클래식 트윈 연구,증거를 제공하는 동등한 환경 가정의 클래식 트윈 디자인되지 않을 수 있 소리입니다. 2016 년 연구에 따르면 쌍둥이의 태아 환경이 평등하다는 가정은 대체로 임기가 가능하다고 판단했습니다. 연구자들은 평등 한 환경 가정이 유효한지 아닌지에 대해 계속 논쟁하고 있습니다.

측정 된 유사성:twin designsEdit 에서 가정의 직접 테스트

twin 방법을 테스트하기위한 특히 강력한 기술은 Visscher et al. 를 사용하는 대신 쌍둥이 그룹을 이용했다는 사실에는 형제에서 평균을 공유의 50%그들의 유전자,실제 유전자에 대한 개별 형제 쌍 다양 주위에 이 값이 기본적으로 만들의 연속적 유사성 또는”twinness”내 가족입니다. 유전자 공유의 직접적인 추정에 기초한 유전성의 추정치는 쌍둥이 방법으로부터의 것들을 확인하여 방법의 가정에 대한지지를 제공한다.

섹스 differencesEdit

유전적 요인 사이에 다를 수 있습니다,남녀 모두에서 유전자 발현의 범위에서 유전자×환경의 상호작용이 있습니다. 형제 이성 쌍둥이 쌍은 이러한 효과를 설명하는 데 매우 귀중합니다.

극단적 인 경우,유전자는 하나의 성(질적 성 제한)에서만 발현 될 수있다. 보다 일반적으로 유전자-대립 유전자의 영향은 개인의 성별에 따라 달라질 수있다. 유전자는 남성에서 체중 100g 의 변화를 일으킬 수 있지만 여성에서는 150g 이 정량적 인 유전자 효과 일 수 있습니다. 이러한 효과는환자는 자신을 표현하는 유전자의 능력에 영향을 미칠 수 있으며 성차를 통해이를 수행 할 수 있습니다. 예를 들면 유전자에 영향을 미치는 투표 행동을 아무런 효과가 없을 것이 여성에 있는 경우 여성에서 제외됩니다. 보다 일반적으로 성차 테스트의 논리는 개인의 정의 된 하위 집단으로 확장 될 수 있습니다. 이와 같은 경우에는 동일 및 이성 DZ 쌍둥이에 대한 상관 관계가 다르며 성차의 영향을 배반합니다.이런 이유로 세 가지 유형의 형제 쌍둥이를 구별하는 것이 정상입니다. 표준 분석 워크플로우를 포함하는 것에 대한 테스트 성별 제한에 의해 피팅 모델에 다섯 개의 그룹,동일한 남성과 동일성,성 남성,여성 성과 형제입니다. 트윈 모델링 따라서 뛰어 넘는 상관 관계 테스트 인과 모델을 포함하는 인과 잠재적인 변수와 같은 성.

유전자×환경 interactionsEdit

유전자 효과될 수 있습니다 환경에 따라 다릅니다. 이러한 상호 작용은 g×E 상호 작용으로 알려져 있으며,유전자 대립 유전자의 효과는 다른 환경에 따라 다릅니다. 간단한 예제는 것을 포함한 상황의 유전자를 곱한 효과 환경의:아마도 추가 1 인치를 높이에서 높은 영양소 환경에서,하지만 반면 높이가 낮은 영양소 환경입니다. 이것은 다른 유전자형에 대한 환경에 대한 반응의 다른 경사면에서 볼 수 있습니다.

종종 연구자들은 다른 조건 하에서 유전성의 변화에 관심이 있습니다: 환경에 대립할 수 있습 드라이브 큰 표현형 효과(위)에 상대적인 역할을 하는 유전자의 증가,에 해당하는 유전율이 높은 이러한 환경에서.

두 번째 효과는 특정 대립 유전자가 특정 환경을 동반하는 경향이있는 G×E 상관 관계입니다. 는 경우에는 유전자 발생 부모를 즐길 수 있 독서,그 아이들이 상속가 이전될 가능성이 높은 발생 가구에서와 책으로 인해 GE 의 상관관계:중 하나 또는 모두 그들의 부모는 대립니다 따라서 축적 책을 수집 및 전달에 책을 읽기전. 이러한 효과는 사칭 환경 상관 관계(이 경우 가정의 책)를 직접 측정하여 테스트 할 수 있습니다.

종종 환경의 역할은 삶의 초기에 최대로 보이며 의무 교육이 시작된 후 급격히 감소합니다. 이것은 지능뿐만 아니라 독서에서 예를 들어 관찰됩니다. 이것은 예 G*나이 효과할 수 있는 검사에 모두 GE 는 상관관계로 인해 부모의 환경(이들은 깨진과 함께 시간),그리고 G*전자 상관관계에 의해 발생은 개인 적극적으로 추구하는 특정 환경입니다.

의 규범 reactionEdit

연구에서는 식물 또는 동물이 사육하도록 효과 실험적으로 무작위 genotypes 및 환경을 조합을 측정할 수 있다. 대조적으로,인간 연구는 전형적으로 관찰 적이다. 이것은 반응의 규범을 평가할 수 없다는 것을 암시 할 수있다.

로 다른 분야에서 같은 경제 및 전염병학,여러 디자인의 개발에 활용하는 능력을 사용하여 차등 유전자의 공유,반복 노출,그리고 측정된 노출을 환경(어린이 같은 사회적 지위,혼돈에서 가족,가용성 및 품질의 교육,영양에 독소 등입니다.)이 원인의 혼란과 싸우기 위해. 고전적인 트윈 디자인의 고유 한 매력은 이러한 혼란을 풀기 시작한다는 것입니다. 예를 들어,동일 이란성 쌍둥이 공유되는 환경 및 유전적 효과하지 않은 혼란,그들은 비 쌍둥이 가족을 연구합니다. 트윈 학문은 따라서 부분에 의해 동기를 이용하기 위하여 임의의 구색 유전자의 구성원 간의 가족이 이해하는 데 도움이 되는 이러한 상관관계.

는 연구는 우리에게 알려줍만 얼마나 유전자와 가족에 영향을 주 내에서 행동 관찰 환경의 범위,그리고 경고와 함께하는 종종 유전자 및 환경이 covary,이것은 상당한 사전 통해 대안은 없는 지식의 다른 유전자의 역할 및 환경을 지지 않습니다. 따라서 쌍둥이 연구는 종종이 관찰 된 분산의 적어도 한 부분을 제어하는 방법으로 사용됩니다: 파티션,예를 들어,어떤 이전되었으로 간주됩 가족은 환경으로 공유 환경 및 첨가제를 사용하여 유전학의 실험이 완전하고 부분적으로 공유된 유전자에 쌍둥이가 있습니다.

어떤 단일 디자인도 모든 문제를 해결할 수 없습니다. 추가 정보는 고전적인 트윈 디자인 외부에서 사용할 수 있습니다. 입양 설계는 동일한 유전자형을 다른 환경에 배치하여 반응의 규범을 테스트하는 자연 실험의 한 형태입니다. 예를 들어 협회 연구는 대립 효과에 대한 직접적인 연구를 허용합니다. 멘델의 확률화의 대립한 기회를 제공하는 효과 연구의 대립에서 무작위와 관련하여 관련된 환경과 다른 유전자입니다.

연장 트윈 디자인하고 더 복잡한 유전 modelsEdit

기초 또는 클래식 트윈 디자인만 포함 동일하고 쌍둥이 형제에서 발생들이 생물 가족. 이것은 가능한 유전 적 및 환경 적 관계의 하위 집합만을 나타냅니다. 따라서 쌍둥이 디자인의 유전성 추정치가 행동의 유전학을 이해하는 첫 걸음을 대표한다고 말하는 것은 공평합니다.

분산을 분할의 쌍둥이에 대한 연구는 첨가제 유전자,공유,그리고 공유되지 않은 환경이 근사치하는 완전한 분석이 계정으로 환경 유전자 공분산 및 상호 작용뿐만 아니라 다른 비 첨가제에 대한 효과 동작입니다. 혁명에서 분자 유전학을 제공하고 있는 더 효과적인 도구를 설명하는 게놈,그리고 많은 연구원이 추구하는 분자 유전학기 위해서는 직접 영향을 평가 하의 대립과 환경의 특성입니다.

는 초기 제한 쌍둥이 디자인하지 않는다는 것을 감당하는 기회를 모두 고려해야 합 공유 환경 및 비 첨가물 유전 효과를 동시에. 이 제한은 디자인에 추가 형제를 포함시켜 해결할 수 있습니다.

두 번째 한계는 유전자-환경 상관 관계가 뚜렷한 효과로서 검출 할 수 없다는 것이다. 이러한 제한이 필요합을 통합하 adoption 모델거나,아이들의 쌍둥이 디자인을 평가하기 위해,가족의 영향 상관과 공유 유전 효과.

연속 변수 및 순서 variablesEdit

동안구 사전 연구를 비교한 특성 중 하나 또는 결석에서 각 쌍둥이,이제 연구 비교는 계약에 지속적으로 다양한 특성을 통해 쌍둥이가 있습니다.