貝多芬的DNA顯示他可能沒那麼愛音樂
DNA 定序統計方法在了解人類特徵和疾病的遺傳基礎方面取得了進展,這使科學家能夠研究傑出歷史人物的基因組組成。路德維希-馮-貝多芬(Ludwig von Beethoven)是最有影響力和最受歡迎的古典音樂作曲家之一,他最近成為基因組分析的研究對象,該分析發現他有肝病和感染乙型肝炎的傾向。
對貝多芬DNA 的分析表明,他在節拍同步方面的遺傳傾向較低,而這種能力與音樂性密切相關。研究人員的研究表明,對包括著名歷史人物在內的個體進行基因預測可能充滿危險。
現在,一個國際研究小組對貝多芬的DNA 進行了分析,以確定這位作曲家的音樂天才有多少是遺傳因素造成的。
對貝多芬DNA 進行的首次基因組分析主要關注的是貝多芬健康的可能遺傳傾向,並沒有研究作曲家最著名的特徵,因為當時還沒有一項關於音樂天賦的全基因組關聯研究(GWAS)。不過,隨後進行的一項涉及606825 人的全基因組關聯研究確定了69 個基因的具體位置(位點),這些基因與節拍同步能力有顯著關聯:你能跟上音樂節拍拍手嗎?一項後續的家族研究表明,多基因指數對幾種與音樂相關的技能和特徵有微小但顯著的影響。
多基因指數(PGIs)或多基因評分(PGS)是一個數字,它概括了許多基因變異(因此稱為”多”)對個體基因物理表現的估計影響。在目前的研究中,研究人員計算了貝多芬的PGI,並將其與兩個基於人群的數據集進行了比較,這兩個數據集包含了數千名現代人的音樂成就數據。
“對於貝多芬,我們利用他最近測序的DNA 計算出一個多基因分數,作為他節拍同步遺傳傾向的指標,”范德比爾特大學人類遺傳學項目的訪問研究生、該研究的第二作者塔拉-赫內喬維茨(Tara Henechowicz)說,”有趣的是,貝多芬是歷史上最著名的音樂家之一,與瑞典卡羅林斯卡研究所和范德比爾特大學的人群樣本相比,他在一般音樂性方面的多基因分數並不突出。有趣的是,貝多芬作為歷史上最著名的音樂家之一,與瑞典卡羅林斯卡研究所和范德比爾特大學BioVU 儲存庫的人群樣本相比,他在一般音樂性方面的多基因得分並不突出”。
事實上,貝多芬的PGI 與兩個參照群體相比都相對較低,在瑞典(STAGE)隊列中位於第九百分位數,在BioVU 中位於第十一百分位數,如下圖中的黑色虛線和紅色圓點所示。要說明的是,處於第九百分位數意味著有9% 的人在他之下,91% 的人在他之上。
貝多芬的節拍同步多基因指數(PGI)在現代樣本的節拍同步多基因指數中排名第9 至第11位Wesseldijk et al./CC-BY4.0
這項研究明確強調了PGI 方法所面臨的挑戰。正如研究人員所指出的,貝多芬是一位享有盛譽的音樂大師,如果認為貝多芬的PGI 低就意味著他是一位不出色的音樂家,這顯然是錯誤的。此外,他們也表示,這也適用於當前現實世界中對音樂天賦的評估。
赫內喬維茲說:「我們的目的是以此為例,說明對一個生活在200多年前的人進行基因預測所面臨的挑戰。基於DNA的預測與貝多芬的音樂天才之間的不匹配提供了一個寶貴的教學時機,因為它證明了DNA測試無法給我們一個關於某個孩子最終是否會成為音樂天才的明確答案。”
不過,研究結果也沒有否定DNA 對音樂天賦的貢獻。先前的一項雙胞胎研究發現,音樂相關特質的個別差異有相當大的遺傳基礎,平均遺傳率為42%。
“在當前的’大數據’時代,如范德堡的BioVU 數據庫,我們有機會對大量人群進行細緻研究,以揭示節奏能力或音樂活躍程度等特質的遺傳基礎,”該研究的合著者雷娜-戈登(Reyna Gordon)說。”目前的研究和最近的其他工作也表明,環境在音樂能力和參與度方面也起著關鍵作用”。
研究人員指出,典型的PGI”只能捕捉到遺傳效應的一小部分”,而且在很大程度上取決於GWAS 的統計能力和目標性狀的遺傳率。隨著全球基因組研究樣本的增加和遺傳率的提高,PGI 的預測價值也會提高。遺傳關聯也反映了遺傳與環境之間特定文化的相互作用。因此,西方社會的GWAS 不一定普遍適用於其他族群。此外,PGIs 不一定能在個體層面上做出準確的預測。多基因評分旨在很好地進行大群體比較,告訴我們一種性狀的遺傳風險與其他性狀的遺傳之間的關係。
研究人員建議,在使用PGIs 進行個人層面的預測時,包括對著名歷史人物進行預測時,一定要謹慎。
這項研究發表在《當代生物學》雜誌。