Описанный выше метод анализа сцепления в классическом варианте, как правило, используется для альтернативных признаков, наследуемых по Менделю. Для количественных признаков разработана несколько отличающаяся модель картирования - это так называемый метод QTL (Quantitative Trait Loci), или картирование ЛКП (локусов количественных признаков). ЛКП представляют собой полигенные системы, обеспечивающие непрерывную вариативность признака в популяции.
Метод картирования ЛКП основывается на исследовании ДНК у пар близких родственников, чаще всего сибсов. Идея его очень проста. Мы уже знаем, что сибсы имеют в среднем примерно 50% общих аллелей. В каждой конкретной паре сибсов совпадающие аллели будут отличаться. Таким образом, у детей одних и тех же родителей в данном локусе аллели матери и отца могут представлять различные сочетания (рис. 8.6).
Рассмотрим ген, который имеет четыре аллеля: А, В, С, D. Допустим, мать обладает аллелями А и В, а отец - аллелями С и D. Каждый ребенок может получить от матери один из ее аллелей (А или В) и от отца - один из его аллелей (С или D), при этом ребенок наследует свой генотип независимо от других детей в этой семье. Соответственно возможны четыре различных сочетания. Сравнение генотипов, представленных на рисунке, показывает, что любой ребенок в этой семье, унаследовавший, к примеру, генотип АС, может иметь от 0 до 2 общих аллелей с любым из своих братьев и сестер. Предположим, мы выявили пару сибсов, которые имеют два общих аллеля. Эти сибсы оказались более похожими по какому-либо количественному признаку, чем сибсы, имеющие один общий аллель. Последние, в свою очередь, обнаружили большее сходство, чем те сибсы, у которых общих аллелей в этом локусе не было совсем. На основании этих наблюдений, мы можем предполагать, что этот ген влияет на интересующий нас количественный признак. Если разница в количестве совпадающих аллелей никак не отражается на количественных соотношениях признака у сибсов, значит тестированный ген не имеет отношения к изучаемому признаку. Обычно при таком подходе вместо реальных генов используются маркеры и вычисляются корреляции между наличием маркера и степенью выраженности количественного признака. При анализе группы "количественных локусов" корреляции вычисляются для каждого из нескольких маркеров, расположенных на определенном участке хромосомы. Величина коэффициентов меняется от локуса к локусу. На основании дальнейшего анализа определяют участок предполагаемой локализации гена, вносящего свой вклад в количественный признак.
В некотором смысле метод картирования ЛКП с использованием пар сибсов напоминает близнецовый метод: сибсы, у которых совпадают оба аллеля аналогичны МЗ близнецам (100% общих генов). Сибсы, у которых совпадает 1 аллель аналогичны ДЗ близнецам (50% общих генов). Сибсы, не имеющие совпадений, аналогичны неродственникам (0% общих генов).
Целью картирования ЛКП является поиск не единичного гена, определяющего сложный признак, а скорее множественных генов, принимающих участие в формировании популяционной вариативности по изучаемой характеристике. Метод картирования ЛКП достаточно эффективен для выявления действия так называемых главных генов, т.е. генов, вносящих основной вклад в формирование количественного признака.
Предположим, имеется ген, участие которого определяет 10% вариативности признака, кроме того, существует еще 5 генов, каждый из которых дает вклад в 2%, и еще 10 других генов с вкладом в изменчивость в 1%. Если эффекты этих ЛКП (или QTL) независимы, то все они вместе будут определять 30% вариативности (10 + 2•5 + 1•10 = 30). Для генов, наследуемых по Менделю и имеющих вклад, оцениваемый в 100%, эффект порядка 10% может показаться весьма малым. Однако для различных психических расстройств такой вклад считается достаточно большим. На сегодняшний день метод картирования ЛКП используется для изучения количественных признаков или заболеваний с наследственной предрасположенностью и обладает разрешающей способностью, позволяющей выявлять гены с эффектом порядка 10% (Plomin R., McGuffin P., 2003). Малые эффекты (порядка 1%) пока недоступны для обнаружения. Несомненно, что поиск генов комплексных заболеваний и других мультифакториальных признаков представляет собой весьма сложную задачу.
Среди различных подходов, используемых в методе картирования ЛКП, наиболее популярным является анализ сибсовых пар (sibpair QTL linkage analysis), принцип которого разобран выше. Наиболее часто используемый вариант этого метода - модель пораженной пары (affected sibpair design). При такой схеме исследования оба сибсовых партнера имеют одинаковый диагноз или крайнее выражение какого-либо количественного признака. В среднем у сибсов должно наблюдаться совпадение в одном из двух аллелей (50%). Связь тестируемого участка хромосомы с болезнью можно предполагать, если у пораженных болезнью (т.е. конкордантных) сибсов совпадение аллелей будет наблюдаться в гораздо большем проценте случаев, чем ожидаемые 50%.