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ADIP > Cognition et génétique > Flashcards

Cognition et génétique Flashcards

1
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode du risque - Mise en évidence du caractère familial d’un trait

A
  • Question : Un trait a-t-il un caractère familial ? ie si une personne est gauchère, la proba d’observer des gauchers dans sa famille > pba dans pop générale ?
  • Cas index : personne servant de point de départ à l’analyse de la famille
  • On s’attend à ce que la pba / avec la proximité génétique (pba enfant du CI > pba petits enfants, cousins du CI)
  • /!\ ce n’implique pas forcément un ctrl génétique ou héréditaire car proximité génétique s’accompagne d’une proximité environnementale => les 2 facteurs sont confondus - Pas evidence au XXème siècle : Généalogies catastrophies - ex de la loi de l’Indiana 1907 pour stérilisation des criminels, idiots, violeurs si prescription experts
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Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode du risque - Etude des pedigrees

A
  • construction de l’arbre généalogique. Ex : famille avec plusieurs cas de retards mentaux (garçons et petits fils issu de la fille)
  • Psychologue : origine psychosociale, geneticien : mutation raire du X (femmes porteuses, moins atteintes)
  • Aujourd’hui 282 gènes et 900 mutations identifiés / retard mental
  • Certaines mutations extremement rares et asymptomatiques
  • / connaissance du génome permet test rapide des hyp si peu de gènes impliqués
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3
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode du risque - Estimation de la ressemblance entre parents dans score d’intelligence

A
  • le plus svt : note QI correlations 0.5 entre parents et enfants, entre germains (freère soeur), plus faible si demi-geramin, encore plus faible si enfants non parents elevés ensemble
  • Besoin de méthodes pour séparer les facteurs génétiques, env-x et effets d’interactions
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4
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des adoptions - Principes généraux

A
  • objectif : identifier la cause des ressemblance entre parents et enfants
  • Etude d’enfants adoptés : enfant/parent bio : 50% de gènes en commun; enfant/parent adoptif : % de gènes en commun ~taux de consanguinité dans pop
  • Propositions résumant la méthode
    • trait//gène : ressemblance ++ avec parents bio, si pas gène ressemblance ~entre individus issus de la meme population
    • trait//env : ressemblance ++ avec parents adoptifs, si pas env, ressemblance ~ qq soit parents/enfants dans pop de ref
      /!\ on peut aussi se demander à qui l’enfant ressemble le +
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5
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des adoptions - Précaution à prendre

A

=> difficultés de la méthode

  • abandon très tôt (\ effet env PB) + adoption très tôt (\ effets env institutionnel)
  • placement chez PA au hasard (\ ressemblance PA et PB) /!\ tendance à placer les meilleurs enfants dans les meilleures familles
  • obtenir max d’info sur PB (pas facile notamment pour le père)

Avantage de la méthode : renseignements précieux sur le rôle des facteurs env

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6
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des adoptions - Ex - Skodak et Skeels - 1949

A

Ex - Skodak et Skeels - 1949

  • 180 enfants, adoptés avant 6 mois, testé 5 fois en 1 et 10 ans après le placement. Perte d’enfants -> 100 mais pas de perte différentielle
  • 4 et 5 ème passation au meme age car changement de version du test (1916-1937)
  • analyse des corrélations entre QI enfants, QI MB, QI de la MA, niveau d’éducation des mères BetA
  • résultats :
    • Qi enfants > QI MB => effet de l’env parental et socio-culturel des familles adoptives
    • QI enfants QI MB à partir de 4.3 ans, pas de corrélations QI enfant et iveau education des PA => effet des parents bio (genetique + env prénatal) mais pas d’effet du milieu fourni par PA
    • Apparente contradiction mais /!\ corrélation ne donne aucune info sur les moyennes (score + 10 sur une variable => meme correlation). Influence positive de l’env PA sans corrélation
  • Plomin et al - 1977 : réanalyse des résultats.
    • constitution de 4 groupes indépendants : génotype MB (bas/haut) x env MA (bas/haut) suivant niveau d’éducation et sa distribution
    • calcul du QI moyen pour chaque groupe
    • résultats => génotype bas => QI bas qq soit milieu adoptif; QI moyen equivalent pour tous les env adoptif, qqsoit le genotype; analyse de variance => pas d’interaction genotype/environnement
    • limites : assimilation QI/Niveau d’éducation (corr : 0.50); niveau d’éducation ~génotype MB; distrib du niveau d’educ des MB vers le bas, celui des MA vers le haut => pas de représentativité des mères tout venant
  • Discussion : l’adoption favorise le dev des enfants + peu d’écarts entre les MA explique le peu d’écart entre les SI moyens des enfants
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7
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des adoptions - Ex - Capron et Duyme - 1989

A

Ex - Capron et Duyme - 1989

  • 38 enfants adoptés avant 6 mois, testés à 14 ans (WISC-IV), répartis en 4 groupes en croisant niveaux socio-eco (ouvrier/paysan vs medecin/cadre) et d’éducation (5-9 etudes vs université) des parents B et A
  • calcul des QI moyens + analyse de variance => effet des PB + effet des PA maus pas d’interaction entre les 2 facteurs
  • interprétation : le SI des enfants / avec les niveaux E et SE des PA; pas de ccl sur influence du patrimoine genetique mais plutot variables liées à la naissance (poids, durée gestation, troubles pré-néo-natals) non connues
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8
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des adoptions - Conclusions

A
  • Riche d’info sur effets des variables socio-economiques => adoption bénéfique meme si tardive (>4 ans) notamment par le biais de la relation enfant/parent
  • peu d’infos du point de vue génétique, notamment pas de différenciation des facteurs génétiques et env pré-natals
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9
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des jumeaux - Jumeaux monozygotes et jumeaux dizygotes

A

1875 - Galton : 1ère description de la méthode mais à l’époque on savait pas la différente MZ et DZ

Jumeaux monozygotes et jumeaux dizygotes

  • 1% des grossesses sont géméllaires dont 30-40% de MZ
  • MZ : issus de la division d’un ovule fécondé par un spermatozoïde entre 1-10 jumeaux
    • DI : chacun le sien, Mono : partage
    • avt 4 j : chaque embryon forme son chorion (env externe) et son amnios (env interne) => MZ DC DA (dichorionique, diamniotique)
    • entre 4-7 j : MZ MC (monochorionique) DA
    • entre 7 et 10 j : MZ MC MA (environ 1%)
    • MZ : meme patrimoine genetique; MC : placenta commun => echange sanguins => danger
  • DZ : issus de la fécondation de 2 ovules par 2 spermatozoïdes
    • du point de vue genetique ~germains
    • DZ DC DA
  • A la naissance : 1 placenta => MZ; 2 placentas => DZ ou MZ
  • /!\ mono <> homo et di <> hétéro. Homo-hetero-zygotes se rapportent aux allèles
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10
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des jumeaux - Comparaison entre jumeaux MZ et jumeaux DZ

A
  • Analyse d’un trait continu : l’intelligence. 2 groupes : 18 paires de MZ + 18 paires de DZ
  • Calcul de la moyenne des différences intrapaire ou calcul de la corrélation intrapaire
  • Moyenne des difference (MZ) < Moyenne des difference (DZ) diff significative
  • Ecart-type MZ < DZ
  • Les MZ se ressemblent plus dans leurs scores que les DZ
  • Même résultats avec méthode de corrélation intra-classe
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11
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des jumeaux - Héritabilité

A

Héritabilité : calcul simple, notion difficile à comprendre et manipuler

  • Coeff de Falconer : h²=2(rMZ-rDZ) où r est la corrélation intraclasse
  • H / avec écart entre MZ et DZ mais pas seulement avec rMZ
  • Héritabilité : estimation de la part de variance d’un trait imputable à la variation génétique de la pop dans laquelle le trait a été évalué = part de variation imputable aux différences entre les allèles portés par les ind de la pop en question
  • Modèle ACE : le modèle d’analyse de la variance est additif => décomposition en 3 parts de variance
    • A = h² = imputables aux variations entre allèles
    • C : environnement commun, partagé par 1 famille, pas par les autres
    • E : environnement non commun non partagé + erreur

Conclusions:

  • la prise en compte ou non de variable caractérisany le dev prénatal (MC vs DC) impacte fortement la valeur de h² /!\ publications les valeurs d’héritabilités dépendent des caractéristiques des recherches
  • h² = 70% ne signifie pas héritable à 70%, encore moins hérité à 70%. Ex du nez : heritabilite= 0 car part de variance nulle => on hérite tous d’un nez
  • les MZ MC se ressemblent plus que les MZ DC (arithmétique et vocabulaire). La valeur de h² dépend de la méthode de comparaison retenue MZDC/DZ ou MZMC/DZ. La preimère est plus juste car DZ=>DC
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12
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des jumeaux - Héritabilité - Exemple expérimental de Van den Berg, Psthuma et Boosma (2004)

A
  • 1ère passation : 94 paies MZ + 119 paires DZ; 2ème passation : ajout des germains => 997 adultes
  • Epreuve : donner des synonymes à une série de mots
  • Décomposition de la variance / ACE
  • 1 ère passation : Ni A ni E ne diffèrenet significativement de 0 => test statistique insuffisant magré pop importante
  • 2ème passation : la ressememblance entre les cojumeaux (MZ ou DZ) et les germains n’est pas attribuable à l’environnement commun qu’ils partagent. Donc attribuable aux gènes en commun + env non commun (journaux TV)
  • LIMITE : le plan de recherche ne permet pas etudier les correlations gènes/env
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13
Q

Méthodes pour identifier/dissocier facteurs génétiques/environnementaux - La méthode des jumeaux - Passé et futur

A
  • Intelligence : Les MZ se ressemblent plus que les DZ (cor : 0.6-0.9 vs 0.40-0.55) même si séparation à la naissance => la variabilité génétique jour un rôle la variabilité inter-indivudelle mais également effet des groupes sociaux (classe, école, religion)
  • /!\ acharnement de certains à vouloir estimer une pourcentage de variance vraie des effets genetiques. Il n’existe pas de gène de l’intelligence
  • Progès de la génétique moléculaire => permet de poser des qu° plus précises => existe-t-il des gènes dont les variations alléliques sont liées aux variations d’intelligence ?
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14
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - La méthode QTL : recherche de gènes liés à des traits quantitatifs

A
  • premier criblage du génome pour la recherche de zones chromosomiques liées à des différences de QI
    • fev 2002 : 1er criblage => 40000 gènes dont 20% s’expriment pour le cerveau
    • séquençage => position des gènes VS protéomique => fct des gènes
    • connaissance du génome => identification des marqueurs pour lesquels il exite plusieurs allèles

Recherche des QTL : Quantitative Trait Loci

  • Soit un trait T, exploration de la contribution possible de 3 régions chromosomiques indépandantes d’un même chromosone, chacune incluant un marqueur A, B, C. Supposons qu’il existe deux formes allélique pour chaque marqueur : Aa, Bb et Cc
  • calcul des moyennes pour chaque génotype : AA Aa aa BB Bb bb CC Cc cc puis analyse de variance. Si pour les A pas de différence significative, la forme allélique A ou a ne modifie pas la moyenne. Si pour les C différence significative, on peut commencer à cherhcer dans la zone C les gènes connus susceptibles de rendre cimpte des différences comportementales observées.
  • représentation graphique des QTL : O centromère, | LOD _ cM = centiMorgan
    - 1cM = 1% d’enjambement
    - LOD : logarithme (pba liaison trait-marqueur divisé par pba de non liaison), Plus le LOD est elevé plus la pba est grande d’avoir identifier une région chromosomique liée au trait
  • Cribler le génome = faire cette analyse pour tous les chromosomes
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15
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - La méthode QTL : 1er criblage du génome pour intelligence générale - Plomin et al - 2001

A

recherche des QTL / pop avec QI élevé (WISC-R, WAIS-III, SAT)

  • méthode extensive : 101 sujets QI > 130 comparés à 101 sujets avec QI=100
  • sur les 1842 marqueurs testés, 108 discriminent bien
  • 96 pers QI > 160 comparés aux QI=100 + analyse de l’ADN de chaque sujet => sur 6 marqueurs testés 4 discriminent bien
  • 196 trios enfant+ parents pour recherche de déséquilibre de transmission des allèles. Aucun des 4 marqueurs n’est significatifs

RQ :

  • critères permettant de ccl à l’existence d’un QTL trop sévères
  • 2004 : démonstration de l’existence d’un gène lié aux hts scores de QI mais cette asso explique une faible part de variances des hauts QI
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16
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - La méthode QTL : 1er criblage du génome pour intelligence générale - Psthuma et al

A
  • 2 échantillons : AUSTRALIE : jumeaux DZ et leurs germains + PAYS BAS : pas de jumeaux
  • résultats : QI AUS>PB; h² PB > AUS
  • Analyse des marqueurs d’ADN portés par autosomes (ch-mes non sexuels) : entre 211 et 790 par personne. Après analyse séparée des 2 pop, pas de différences => autorise le mélange des données pour / pouvoir des statistiques
  • résultats :
    • liaison significative entre QI perf et une région du ch-me 2 (elle-même miée à la présence de troubles lecture et autisme)
    • liaison probable entre QI total et region du ch-me 6 liée à trouble lecture
17
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - Criblage du génome : que conclure ?

A
  • résultats décevants pour les auteurs car difficile de faire apparaitre des résultats significatifs
  • pour mettre en évidence 0.5% de variance de QI, il faut 1000 pers, pour 0.2% 2500 pers => explosion des coûts de rech
  • 2 méthodes alternatives proposées par Plomin et al
    • analyse biologique : mélange des adn des personnes (par ex ht QI ou les bas QI) + analyse individuelle sur echantillon restreint pour confirmer les résultats
    • evaluation psy par téléphone. Adaptation d’un test d’intellience (3 épreuves du WISC + pereive de McCarty => 2 tests verbaux + 2 tests non verbaux / matériel envoyé par la poste)
      /!\ corrélation entre deux formes du test (Stanford-Binet + nouvelle sol) = 0.72 calculé sur 52 enfants => difficulté d’interprétation, on ne mesure pas la meme chose, effet du contexte de passation
18
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - Recherche de gènes candidats - description de la méthode

A

Méthode

  • on ne part pas à la pêche
  • hyp : les variations d’un gène connu sont liées à des différences dans les tests cognitifs
  • précautions :
    • etudier un gène dont on connait l’action sur le système nerveux
    • validité et fidelité des tests cognitifs
    • trait cognitif bien défini et ayant fait l’objet de rech en génétique, si possible mais non obligatoire h² elevée
    • pop et participants aussi large que possible
19
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - Recherche de gènes candidats - Principaux résultats

A 
p : bras court, q : bras long
Synthèse par Goldberg et Weinberger - 2004
attention : 5p, 11p, 15q et Xp
Fcts exécutives : 22q
Mem episodique : 11p et 13q
20
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - Recherche de gènes candidats - Exemple expérimental - Belgrove et al - 2005

A
  • relation entre gene COMT et perf attentionnelles pour enfants et ado diagnostiqués hyperactifs
  • 61 sujets de 6 à 16 ans
  • région codante du COMT a un polymorphisme fonctionnel : méthionine/valine; met => dégradation plus lente de la dopamine
  • Hyp : les MZ met plus performants que les MZ val pour attention soutenue et contrôle attentionnel mais pas attention partagée
  • 3 groupes met-met, val-val et met-val => différences significatives
  • H0 non confirmée parce que
    • différences dues au hasard ?
    • il y a qqch de particulier dans cette pop par rapport à d’autres (schizo, bonne santé) comme interacton médicaments / gènes ?
    • composition particulière des familles etudiées ?
      => il faut poursuivre l’étude
21
Q

Le séquençage du génome humain : de l’héritabilité aux gènes de susceptibilité - Recherche de gènes candidats - Conclusion

A

Début des recherches sur les gènes candidats => résultats contradictoires
Les pop étudiées ont des fqces de certains allèles particulières (européens vs asiatiques)

22
Q

Les interactions gènes/environnement - définition et particularité / humain

A
  • Définitions
    • génotype : ens des gènes d’un indiviud, du point de vue des caractéristiques de leurs allèles
    • interaction : 2VI interagissement lorsque la relation VI1-VD change en fct de VI2
    • interaction G/E : il y a interaction entre G et E lorsque des génotypes différents réagissent différemment aux modif de E ie lorsque des modifs de E n’ont pas le meme effet sur des génotypes différents
  • Pour l’humain, impossible de faire apparaitre de véritables interactions car impossible de manipuler au sens exp-al les génotypes et les env /!\ elles peuvent exister meme si les méthodes les + efficaces pour les mettre en evidence ne peuvent pas etre utilisées
23
Q

Les interactions gènes/environnement - Exemple des effets de la congélation des embryons de souris

A

Roubertoux et Auroux - 1995

  • 2 génotype constitués par croisement de 2 lignées consanguines => à l’intérieur de chaque génotype, les ind ont le meme patrimoine génétique
  • 2 env : congélation ou non des embryons
  • transplantation vers femelles d’une meme lignée
  • VD : jour d’ouverture des yeux (dev sensori-moteur)
  • Analyse de variance =>
    • différence non significative entre les deux génotype, indépendamment de l’env
    • différence significative entre les 2 env, indépendamment du génotype
    • interaction significative
  • CCl : l’effet de la congélation n’est pas le même suivant que l’embryon est de génotype CD ou BC. Pour CD peu d’impact, pour BC retard de dev
  • la congélation des embryons n’est pas neutre meme si les effets ne provoquent pas de pathologies
24
Q

Les interactions gènes/environnement - Exemples d’interaction avérées

A
  • La congélation des embryons (cf souris)
  • Environnement enrichi => modif structurales et biochimiques du cerveau
  • Effets des env prénatal et post-natal
25
Q

Les interactions gènes-gènes

A

Epistasie : lsq l’effet d’un gène est modulée par la forme que peut prendre un autre gène
Vrai pour ADN nucléaire et ADN mitochondrial

26
Q

Les interactions G/E et G/G - Conclusions

A
  • Interactions largement sous-estimées

- manque de méthode => à developper à l’avenir

27
Q

Etude des personnes porteuses de maladies génétiques - Principe général

A
  • Recherche de liens entre gènes et cognition par analyse des profils psyhcologique et neuropsychologiques des personnes atteintes de maladies génétiques
  • 3 types de maladies génétiques : mutation d’un gène, courte délétion sur 1 des chromosomes, duplication d’un ch-me somplet
  • Publications extremement nombreuses
  • Méthode corrélationnelle : partant d’une anomalie génétique , on étudie le phénotype psy/neuropsy
  • Recherche de causalité entre anomalie gentique / phénotype, svt déficience intellectuelle
  • Reste ensuite à comprendre les processus biologiques de l’ano génétique à la cognition
28
Q

Etude des personnes porteuses de maladies génétiques - Des profils psychologiques différents

A

Trisomie 21, l’Y fragile et les syndromes de Williams et DiGeorge

  • Cartier et al : etudes des caractéristiques phénotypiques de personnes porteuses d’une ano génétique
    • /!\ forte variabilité intragroupe => impssible de prédire l’avenir du patient mais ne pas non plus donner de faux espoir = dev normal
    • différences des caractéristiques suivant point de vue médical ou psychologique
    • plus le retard intellectuel est impt, plus est grande la pba d’une ano génétique (=> consulter généticien) ce qui n’exclut pas l’existence de facteurs env-x aggravants
29
Q

Cognition et génétique - Conclusion générale

A
  • intelligence et plus généralement cognition sous dépendance des gènes. Un nb impt d’entre eux ont des effets pathologiques
  • déficience intellectuelle => bersoin d’echelles complémentaires car manque de finesse aux QI = 45 avec pourtant grande variabilité interindividuelle
  • QI moyen : début des travaux /!\ gènes susceptibles => modèles pbabiliste pas déterministe
  • trouver des gènes impliqués n’exclut en rien le rôle des facteurs d’env

ADIP (3 decks)

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