Эти половые различия наблюдаются для генов, участвующих во многих функциях, в том числе в том, как люди реагируют на лекарства, как женщины контролируют уровень сахара в крови во время беременности, как функционирует иммунная система и как развивается рак.
Исследование будет опубликовано 10 сентября в Science.
Пол также оказывает более слабое, но важное влияние на то, как генетические различия между людьми влияют на уровни экспрессии их генов. Ученые обнаружили 369 случаев, когда определенный генетический вариант, присутствующий у мужчин и женщин, влиял на экспрессию генов в разной степени у каждого пола.
Это позволило ученым обнаружить 58 ранее неизвестных связей между генами и сложными характеристиками, такими как артериальное давление, уровень холестерина, рак груди и процент жира в организме.
«Эти открытия говорят о важности рассмотрения пола как биологической переменной в исследованиях генетики и геномики человека», – сказала руководитель проекта Барбара Стрейнджер, доцент фармакологии Медицинской школы им. Файнберга Северо-Западного университета.
Применяя подход, который специально ищет различия между мужчинами и женщинами, ученые обнаружили ранее неизвестные связи между конкретными генами и конкретными человеческими чертами, которые были упущены в подходах, которые рассматривали мужчин и женщин как единую группу. Кроме того, в исследовании сообщается, что часть ранее описанных связей между генами и признаками верна только для одного пола.
«Значение этого состоит в том, что если определенные гены или генетические варианты по-разному влияют на данный признак у мужчин и женщин, это может указывать на биомаркеры, специфичные для пола, терапевтические средства и дозировку лекарств», – сказал Стрейнджер. "В будущем такие знания могут стать важным компонентом персонализированной медицины или могут выявить биологию болезни, которая остается неясной, если рассматривать мужчин и женщин как единую группу."
Половые различия существуют по многим человеческим чертам и характеристикам болезней (e.грамм., возраст начала, тяжесть, реакция на лечение) и ранее были связаны с гормонами, половыми хромосомами и различиями в поведении и воздействием окружающей среды. Но молекулярные механизмы и лежащая в их основе биология остаются в значительной степени неизвестными.
В этом исследовании ученые исследовали половые различия в человеческом транскриптоме, который представляет собой сумму всех транскриптов РНК в клетке, из 44 типов здоровых тканей человека из 838 человек.
Для каждого гена ученые проверили, отличается ли средний уровень экспрессии гена у женщин от количества у мужчин.
Они обнаружили, что более трети всех генов человека (37%) экспрессируются на разных уровнях у мужчин и женщин по крайней мере в одном типе тканей.
Хотя этих эффектов было много, разница в экспрессии генов была в основном небольшой.
Гены с дифференциальной экспрессией у мужчин и женщин представляют различные молекулярные и биологические функции, включая гены, относящиеся к заболеваниям и клиническим признакам, многие из которых ранее не были связаны с половыми различиями.
Все эти ассоциации ген-признак предполагают причинную связь между конкретными генетическими вариантами и признаком.
«Поиск этих ссылок помогает нам понять биологию, лежащую в основе этой черты», – сказал Стрейнджер. "Если мы понимаем биологию признака, мы можем попытаться использовать эту информацию для диагностики, разработки лекарств и прогнозирования результатов."
У женщин генетическая регуляция экспрессии CCDC88 тесно связана с прогрессированием рака груди. Открытие может побудить исследователей оценить, является ли экспрессия гена CCDC88 полезным биомаркером прогрессирования рака у женщин, отметил Стрейнджер.
HKCD1 был связан с массой тела при рождении у женщин.
Исследователи предполагают, что HKDC1 может влиять на массу тела при рождении за счет изменения метаболизма глюкозы в печени беременной женщины.
У мужчин DPYSL4 был связан с процентным содержанием жира в организме, а CLDN7 – с массой тела при рождении.
Генетическая регуляция C9orf66 у мужчин была связана с характером облысения у мужчин. До этого исследования о гене было мало что известно. Благодаря этому открытию исследователи могут разработать эксперименты, чтобы лучше охарактеризовать роль этого гена в структуре облысения у мужчин.
У исследования есть некоторые ограничения.
Исследователи отмечают, что, несмотря на значительные половые различия на уровне транскриптомов, большая часть биологии человека на всех уровнях разделяется между мужчинами и женщинами. Выводы основаны на снимке в основном пожилых людей. Анализ также не учитывает половые различия, возникающие на разных этапах развития или в определенных условиях.
Исследование проводится при поддержке Национального института здоровья.