基因会影响孩子们在学校期间的表现吗?

基因会影响孩子们在学校期间的表现吗?
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儿童在学业上的表现差异很大。 近年来,研究人员表明,大约三分之二的学校成绩差异 可以解释 通过儿童基因的差异。

基因已经显示出可以影响儿童的良好表现 小学, 在......的最后 义务教育, 乃至 在不同的学科。 但是,对于遗传和环境因素如何影响孩子在整个学校期间的学业成绩仍然知之甚少。

为了对此进行研究,我们使用了超过6,000对双胞胎的样本,这些双胞胎是英国代表的一部分 双胞胎早期发展研究 并分析了他们从小学到义务教育结束的考试成绩。 我们新的 研究发现 双胞胎的教育成绩非常稳定:在小学阶段表现良好的孩子在义务教育结束时参加的GCSE考试中也表现良好。

使用双胞胎可以让我们估计遗传因素可以解释的差异比例。 同卵双胞胎共享其基因的100%,而异卵双胞胎则平均共享50%的人与人之间的差异,就像其他兄弟姐妹一样。 如果同卵双胞胎在某种特质上比异卵双胞胎更相似,例如学业成就,我们可以推断出它受其基因影响。 然后,我们可以估计该性状的遗传性-或归因于儿童DNA序列差异的差异比例。

我们研究了哪些因素影响了教育成绩的稳定性-何时标准化考试的成绩在中小学之间保持相似。 我们发现,成就的稳定性约有70%是由遗传因素解释的,而25%是由双胞胎的共享环境(例如在同一个家庭中长大和在同一所学校就读)造成的。 剩下的5%是由他们的非共享环境(例如,不同的朋友或不同的老师)解释的。

当教育成绩发生变化时(中小学之间的成绩有所上升或下降),我们发现这在很大程度上是由双胞胎所没有的那些环境因素所解释的。

可以合理地假设,基因对孩子上学时间连续性的这种实质性影响可以用智力来解释。 然而,我们发现,即使考虑到智力,基因的影响仍然保持在60%的可观水平,这是由双胞胎在童年和青春期进行的几次口头和非口头测试测得的。


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使用DNA预测成就

虽然像这样的双胞胎研究估计可以告诉我们有关大人群的特征,但最近的科学进展揭示了更多有关基因对个体影响的信息。 最近在鉴定与之相关的遗传变异方面取得了相当大的成功。 教育程度 通过所谓的全基因组关联研究(GWAS)。 这些研究查明了与某些性状相关的遗传标记。 但是,每种遗传标记都能解释学校成绩中个体差异的很小一部分(少于0.1%)。

最近开发出了一种更强大的方法,该方法可以汇总在GWAS研究中发现的数千种遗传标记,从而计算出全基因组范围内的“多基因得分”。 这个分数 现在正在使用,以提高准确度,以预测彼此无关的人的特质,例如学业成就。

作为我们新研究的一部分,我们使用了来自 先前的GWAS分析 为教育程度创建一个多基因得分。 我们计算了6,000对双胞胎中每对双胞胎中的一对的得分(因此研究的这一部分中的每个人都不相关)。 这预示着他们在学校期间是否会做得很好。 这些预测的范围从占小学开始时教育程度差异的4%到GCSE水平上差异的10%不等。 我们的研究结果证实了我们双胞胎分析第一部分的结果–相同的遗传变异在解释儿童为何在发育的每个阶段的成就上起着重要作用。

我们的发现表明基因会影响儿童在学校学习期间的表现,应该提供更多的动力,以便尽早发现需要干预的儿童,因为问题可能会贯穿整个学年。 将来,多基因评分预测以及环境风险的预测(例如,暴露于某些社区,家庭和学校的特征)可能会提供一种工具,以在儿童早期就识别出有教育问题的孩子。 然后可以为他们提供个性化的学习计划。

例如,我们可以在出生时使用DNA测试来识别处于遗传风险中的儿童,以发展阅读问题,并给予他们早期干预。 由于预防性干预措施在生命早期获得成功的可能性更大,因此多基因评分的强大优势在于,它们可以预测出生时以及生命后期,这对于那些最可能挣扎最多的孩子特别有用。

作者简介谈话

博士后研究助理Kaili Rimfeld 伦敦大学国王学院 博士后研究员Margherita Malanchini 德克萨斯大学奥斯汀分校

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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