prof. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc.p , ,
Ústav experimentální biologie PřF MU
Á ÍGENETIKA CHOVÁNÍ 2.
Lidské chování
Bi6170 Genetika II
24.9.2014
FrancisFrancis GaltonGalton (1869):(1869):
 Hereditary Genius: Hereditary Genius:
An Inquiry into Its Law
and Consequences
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
2 základní oblasti2 základní oblasti
studia genetiky lidského chovánístudia genetiky lidského chování
schopnosti pocity nálady inteligence
studia genetiky lidského chovánístudia genetiky lidského chování
 schopnosti, pocity, nálady, inteligence,
osobnostní charakteristiky, komunikační
h ládá í h ěschopnosti, ovládání stavu stresu a hněvu
h b t l i ké t choroby a patologické stavy:
mentální retardace, neurodegenerativníe tá eta dace, eu odege e at
poruchy, schizofrenie, autismus, fobie,
úzkosti psychóza závislosti (alkoholismusúzkosti, psychóza, závislosti (alkoholismus,
kouření, drogy), změny nálady
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Metodologie studia genetiky lidského chováníMetodologie studia genetiky lidského chováníMetodologie studia genetiky lidského chováníMetodologie studia genetiky lidského chování
 Analýza mutací u jedinců s neobvyklým chováním
 Asociační studie (molekulární markery) Asociační studie (molekulární markery)
 Familiální výskyt určitého typu chováníý y yp
(genealogická analýza)
St di d jč t Studium dvojčat
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Obsah přednáškyObsah přednášky
 Vybrané metodické přístupy ke studiuVybrané metodické přístupy ke studiu
Obsah přednáškyObsah přednášky
y p pyy p py
genetiky chování:genetiky chování:
klasická analýza mutacíklasická analýza mutací
studium dvojčat
 Dědičnost agresivityDědičnost agresivity
 Dědičnost sexuálního chováníDědičnost sexuálního chování
 Dědičnost inteligenceDědičnost inteligence Dědičnost inteligenceDědičnost inteligence
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
KLASICKÁ ANALÝZA MUTACÍKLASICKÁ ANALÝZA MUTACÍ
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
ii h b ( )h b ( )
AD neurodegenerativní onemocnění
HuntingtonovaHuntingtonova choroba (HD)choroba (HD)
AD neurodegenerativní onemocnění
 počátek příznaků mezi 35.-45.
rokemrokem
 mimovolní pohyby, kognitivní
d fi it hi ké h ú l ádeficit, psychické poruchy, úplná
závislost nemocného na okolí
ů ě ě smrt v průměru během 15 let
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
NancyNancy WexlerWexler ((**1945)1945)
 PhD - klinickáá
psychologie (1974)
 podpora výzkumu HD podpora výzkumu HD,
zejména genetického
testovánítestování
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Vývoj testování na HD:Vývoj testování na HD:
 19811981 -- expediceexpedice MaracaiboMaracaibo (Venezuela)
(1860: Marie Conception Sota)(1860: Marie Conception Sota)
 od r.1983 vazebná analýza (95od r.1983 vazebná analýza (95--98%):98%): od r.1983 vazebná analýza (95od r.1983 vazebná analýza (95 98%):98%):
4p: fragmenty A, B, C, D (lokus D4S10)
USA A V l CUSA: A ; Venezuela: C
od r 1993 přímá DNA diagnostika ( 100%):od r 1993 přímá DNA diagnostika ( 100%): od r.1993 přímá DNA diagnostika (~100%):od r.1993 přímá DNA diagnostika (~100%):
expanze trinukleotidů
42 - 100 tripletů CAG (normálně 11 - 34)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
i ké bi ké b ůůNumerické aberaceNumerické aberace gonosomůgonosomů::
XXY (zvýšená citlivost k sociálnímu stresu), X0 (MR)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
STUDIUM DVOJČATSTUDIUM DVOJČATSTUDIUM DVOJČATSTUDIUM DVOJČAT
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
DZ (dizygotní; fraternal) DZ (dizygotní; fraternal)
 MZ (monozygotní; identical)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Konkordance
díl čt á ů d jč t kt ý h k podíl počtu párů dvojčat, u kterých znak nesou
obě dvojčata, z celkového počtu párů, kde znak
nese alespoň jedno z obou dvojčat
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Rozštěp rtu a patra:Rozštěp rtu a patra:Rozštěp rtu a patra:Rozštěp rtu a patra:
diskordancediskordance u MZ dvojčat a genealogická analýzau MZ dvojčat a genealogická analýza
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
říkl d lý k k d d jčříkl d lý k k d d jčPříklady analýzy konkordance u dvojčat:Příklady analýzy konkordance u dvojčat:
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
OdhadOdhad heritabilityheritability -- ACE model:ACE model:
A (additive genetics)
C (common environment)C (common environment)
E (unique environment)
Korelace u MZ/DZ dvojčat:
rrmzmz = A + C= A + Cmzmz CC
rrdzdz = ½A + C= ½A + C
 A = 2A = 2 ((rrmzmz –– rrdzdz))
 C =C = rrmzmz –– A = 2A = 2 rrdzdz –– rrmzmzmzmz dzdz mzmz
 E = 1E = 1 –– rrmzmz
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
genetické faktory (A)genetické faktory (A) // společné vlivy prostředí (C)společné vlivy prostředí (C) //
jedinečné vlivy prostředí (E)jedinečné vlivy prostředí (E) // věkové rozdílyvěkové rozdíly
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
jedinečné vlivy prostředí (E)jedinečné vlivy prostředí (E) // věkové rozdílyvěkové rozdíly
Odh dOdh d h i bilih i bili l d ý h kůl d ý h kůOdhadOdhad heritabilityheritability sledovaných znaků:sledovaných znaků:
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Příkl d b h i ál í di d jč hPříkl d b h i ál í di d jč hPříklad behaviorální studie na dvojčatech:Příklad behaviorální studie na dvojčatech:
 Saudino KJ, Carter AS, Purper-Ouakil , Gorwood P:, , p ,
The etiology of behavioral problems and
competencies in very young twins.p y y g
Journal of Abnormal Psychology 117, 48-62, 2008
 1 950 párů dvojčat ve věku kojenců/batolat (průměrný
věk = 23,8 měsíce)
 Infant-Toddler Social and Emotional Assessment (ITSEA)
(hodnoceno rodiči)( )
 významná heritabilita prokázána ve všech hodnocených
oblastech/doménách/
 behaviorální problémy – vyšší heritabilita
 behaviorální kompetence – nižší heritabilita, vyšší vliv C
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
behaviorální kompetence nižší heritabilita, vyšší vliv C
ITSEA/BITSEA Response FormatITSEA/BITSEA Response Format
Rodiče hodnotili chování svých dětí v popsaných situacích
pomocí následující škály:pomocí následující škály:
11 == ""Rarely/Not TrueRarely/Not True""
22 == ""SomewhatSomewhat or Sometimesor Sometimes
TrueTrue""TrueTrue
33 == ""VeryVery True or OftenTrue or Often TrueTrue""
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
ITSEA Domains, Scales & Sample ItemsITSEA Domains, Scales & Sample Items
ExternalizingExternalizing
 Aggression/DefianceAggression/Defiance
+ "Has temper tantrums"p
+ "Hits, bites, or kicks you (or other parent)"
 Activity/ImpulsivityActivity/Impulsivity Activity/ImpulsivityActivity/Impulsivity
+ "Is restless and can’t sit still"
+ "Gets hurt so often that you can’t take your
eyes off him/her"y /
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
DĚDIČNOST AGRESIVITYDĚDIČNOST AGRESIVITY
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Season 5 Episode 20:Season 5 Episode 20:Season 5, Episode 20:Season 5, Episode 20:
""The Boy Who Knew Too MuchThe Boy Who Knew Too Much""
DrDr HibbertHibbert::Dr.Dr. HibbertHibbert::
Well, only one in two million peopleWell, only one in two million people
has what we call thehas what we call the ""evil geneevil gene""..has what we call thehas what we call the evil geneevil gene ..
Hitler had it, Walt Disney had it,Hitler had it, Walt Disney had it,
and... Freddyand... Freddy QuimbyQuimby has it.has it.
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Statistika zločinnosti podle pohlaví pachateleStatistika zločinnosti podle pohlaví pachatele
Pozn.:Pozn.:
obrácená barevná konvence!!!obrácená barevná konvence!!! 
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
MoulisováMoulisová, M., M.
Vývoj trestné činnosti žen z pohledu policejní statistikyVývoj trestné činnosti žen z pohledu policejní statistiky (Kriminalistika 3/2004)(Kriminalistika 3/2004)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Vývoj trestné činnosti žen z pohledu policejní statistikyVývoj trestné činnosti žen z pohledu policejní statistiky (Kriminalistika 3/2004)(Kriminalistika 3/2004)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Syndrom XYY (syndromSyndrom XYY (syndrom JacobsovéJacobsové):):
 determinace ke kriminálnímu chování?
ýš á č t t é
 determinace ke kriminálnímu chování?
 zvýšená četnost poprvé
prokázána v nápravných
aří eních p o mentálnězařízeních pro mentálně
retardované
t dil ří á nepotvrdila se přímá
souvislost s kriminálním
h á íchováním
 horší schopnost učení,
h ř dě íporuchy soustředění,
výbuchy hněvu
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
●● kohorta:kohorta: Dánsko, 1978Dánsko, 1978 –– 20062006
934 žů XXY (934 žů XXY ( Kli f lt ůKli f lt ů d KS)d KS)934 mužů XXY (=934 mužů XXY (= KlinefelterůvKlinefelterův syndrom, KS)syndrom, KS)
161 mužů XYY161 mužů XYY6 u ů6 u ů
●● kontrola:kontrola:
88 9 9 žů ( )88 9 9 žů ( )88 979 mužů (pro XXY)88 979 mužů (pro XXY)
15 356 mužů (pro XYY)15 356 mužů (pro XYY)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
15 356 mužů (pro XYY)15 356 mužů (pro XYY)
DanishDanish CytogeneticCytogenetic CentralCentral RegisterRegister (1967/1960)(1967/1960)●● DanishDanish CytogeneticCytogenetic CentralCentral RegisterRegister (1967/1960)(1967/1960)
●● StatisticsStatistics DenmarkDenmark
●● DanishDanish CentralCentral CrimeCrime RegisterRegister (1978)(1978)
1.1. sexuálně motivované trestné činy (včetně znásilnění)sexuálně motivované trestné činy (včetně znásilnění)
2.2. zabití a vraždyzabití a vraždyyy
3.3. násilné trestné činynásilné trestné činy
44 loupežná přepadení vloupání krádeželoupežná přepadení vloupání krádeže4.4. loupežná přepadení, vloupání, krádeželoupežná přepadení, vloupání, krádeže
5.5. dopravní trestné činy a přestupkydopravní trestné činy a přestupky
66 t t é či i jí í d i ( á il é)t t é či i jí í d i ( á il é)6.6. trestné činy související s drogami (ne násilné)trestné činy související s drogami (ne násilné)
7.7. žhářstvížhářství
8.8. ostatníostatní
žití/ ň t k dělá í děti dů h džití/ ň t k dělá í děti dů h d
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
●● soužití/sňatek, vzdělání, děti, důchodsoužití/sňatek, vzdělání, děti, důchod
XYYXYY díl d ý h (k ě "d ")díl d ý h (k ě "d ")XYYXYY –– podíl odsouzených (kromě "dopravy")podíl odsouzených (kromě "dopravy")
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
XYYXYY –– odsouzení dle kategoriíodsouzení dle kategorií
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
í ý ěí ý ěXXYXXY –– podíl odsouzených (kromě "dopravy")podíl odsouzených (kromě "dopravy")
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
XXYXXY d í dl k t iíd í dl k t iíXXYXXY –– odsouzení dle kategoriíodsouzení dle kategorií
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
ý ý í á íý ý í á íAnalýza rodiny s výskytem agresivního chování:Analýza rodiny s výskytem agresivního chování:
●● familiálnífamiliální výskytvýskyt XX--vázané mentální retardacevázané mentální retardace bezbez
dysmorfiídysmorfií v kombinaci s agresivitou a násilnýmv kombinaci s agresivitou a násilným chovánímchovánímdysmorfiídysmorfií v kombinaci s agresivitou a násilnýmv kombinaci s agresivitou a násilným chovánímchováním
●● analýza polymorfismů na chromosomu Xanalýza polymorfismů na chromosomu X
●● biochemické analýzybiochemické analýzy●● biochemické analýzybiochemické analýzy
●● monoaminoxidázamonoaminoxidáza A (MAOA): nízké hladinyA (MAOA): nízké hladiny
monoaminoxidázamonoaminoxidáza B (MAOB): normální hladinyB (MAOB): normální hladiny
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
monoaminoxidázamonoaminoxidáza B (MAOB): normální hladinyB (MAOB): normální hladiny
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Xp11 3Xp11 3Xp11.3Xp11.3
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
("(" ii ")")Mutace v genu MAOA ("Mutace v genu MAOA ("warriorwarrior gene"):gene"):
● monoaminoxidáza A:
odbourávání neurotransmitterů (serotonin, dopamin)
● CAG (glutamin) → bodová mutace → TAG (terminační kodon)(g ) ( )
● 'low-activity 3-repeat allele‘ (gengen MAOAMAOA--LL)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
MAOAMAOA L lič í ží á í b íL lič í ží á í b í
Beaver KM DeLisi M Vaughn MG Barnes JC:
MAOAMAOA--L: pouliční gangy a používání zbraníL: pouliční gangy a používání zbraní
Beaver KM, DeLisi M, Vaughn MG, Barnes JC:
Monoamine oxidase A genotype is associated
with gang membership and weapon usewith gang membership and weapon use.
Comprehensive Psychiatry 51, 130-134, 2010.
KevinKevin M.M. BeaverBeaver
FloridaFlorida StateState UniversityUniversity
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
FloridaFlorida StateState UniversityUniversity
MAOAMAOA--L: debet na kreditní kartěL: debet na kreditní kartě
De Neve J-E, Fowler JH (2010):
MAOAMAOA L: debet na kreditní kartěL: debet na kreditní kartě
The MAOA Gene Predicts Credit Card Debt
http://ssrn.com/abstract=1457224http://ssrn.com/abstract 1457224
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
MAOAMAOA--L:L:
správné rozhodovánísprávné rozhodovánípp
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
INTERAKCE MEZIINTERAKCE MEZI MAOAMAOA LL A PROSTŘEDÍMA PROSTŘEDÍMINTERAKCE MEZIINTERAKCE MEZI MAOAMAOA--LL A PROSTŘEDÍMA PROSTŘEDÍM
Peter J.Peter J. TaylorTaylor
UniversityUniversity ofofU e s tyU e s ty oo
MassachusettsMassachusetts
BostonBoston
(2009)(2009)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
DĚDIČNOST HOMOSEXUALITYDĚDIČNOST HOMOSEXUALITYDĚDIČNOST HOMOSEXUALITYDĚDIČNOST HOMOSEXUALITY
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Genetická determinace pohlavíGenetická determinace pohlaví
 biologické pohlaví
dál í hl ígonadální pohlaví
somatické pohlaví
 pohlavní identifikace
transsexualitatranssexualita
 pohlavní orientace
heterosexualita
homosexualita (1-5%, 2-10%, 4%)homosexualita (1 5%, 2 10%, 4%)
bisexualita
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Alfred Kinsey, Wardell Pomeroy et al.:
 Sexual Behavior in the Human Male (1948) Sexual Behavior in the Human Male (1948)
 Sexual Behavior in the Human Female (1953)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
%%
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
S di i ké d i h liS di i ké d i h liStudium genetické determinace homosexuality:Studium genetické determinace homosexuality:
 Hamer DH, Hu S, Magnuson VL, Hu N, Pattatucci AM:, , g , ,
A linkage between DNA markers on the X
chromosome and male sexual orientation.chromosome and male sexual orientation.
Science 261, 321-327, 1993.
 114 rodin homosexuálních mužů
lý d k ů b á lý analýza rodokmenů, vazebná analýza
 zvýšený výskyt homosexuality u strýců aýše ý ýs y o ose ua y u s ýců a
bratranců z matčiny strany, ale ne u příbuzných
z otcovy stranyz otcovy strany
 X-vázaný typ dědičnosti
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
 40 vybraných rodin (2 homosexuální
bratři žádné známky nematernálníhobratři, žádné známky nematernálního
přenosu)
k l i h lit korelace mezi homosexualitou a
dědičností polymorfních markerů na X
chromosomu u 64% rodin
 marker na Xq28 marker na Xq28
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
DeanDean H HamerH Hamer
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
DeanDean H. HamerH. Hamer
DĚDIČNOST INTELIGENCEDĚDIČNOST INTELIGENCEDĚDIČNOST INTELIGENCEDĚDIČNOST INTELIGENCE
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Složky celkové inteligenceSložky celkové inteligence
 Apercepční (rychle chápe, dobrý postřeh)
 Reprodukční (rychle a snadno se učí) Reprodukční (rychle a snadno se učí)
 Iniciativní (má hodně podnětů a nápadů, vše zařídí)
 Mnestická (velmi dobrá paměť)
í á ř í š í Expresní (vyjádření myšlenky slovem a písmem,
rychlé reakce, dobří řečníci a diskutéři)
 Sociální (dobré jednání s lidmi)
Ab t kt í ( ží á í á b l ) Abstraktní (používání a práce se symboly)
 Praktická (manipulace s různými věcmi)
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
 Praktická (manipulace s různými věcmi)
genetické faktory (A)genetické faktory (A) // společné vlivy prostředí (C)společné vlivy prostředí (C) //
jedinečné vlivy prostředí (E)jedinečné vlivy prostředí (E) // věkové rozdílyvěkové rozdíly
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
jedinečné vlivy prostředí (E)jedinečné vlivy prostředí (E) // věkové rozdílyvěkové rozdíly
Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:
 Bouchard TJ Jr.
Genetic and environmental influences on adult
intelligence and special mental abilities.
Human Biology 70, 257-279, 1998.
Korelační koeficienty pro výsledky IQ testů u MZ a DZ
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
y p ý y
dvojčat vychovávaných společně (S) a odděleně (O)
Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:Studium genetické determinace inteligence:
 Davies G, Tenesa A, Payton A et al.:
Genome-wide association studies establish that
human intelligence is highly heritable and polygenic.
Molecular Psychiatry 16, 996-1005, 2011.
 3 500 dospělých (18-90 let) – UK, Norsko
IQ t t ( l í á b hl t ř š í IQ testy (slovní zásoba, rychlost řešení,
deduktivní schopnosti)
 malý efekt stovek až tisíců genů (50% podíl)
 analýza cca 500 000 SNP polymorfismů  osoby analýza cca 500 000 SNP polymorfismů  osoby
s vyšší inteligencí si byly "geneticky podobnější"
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014
Bi6170 Genetika II / 24.9.2014