当前位置:首页 >> 基金要闻 >> 基金要闻

 

    我国科学家在藏族人群高原适应性进化研究上获得重要进展

    日期 2015-06-29   来源:生命科学部   作者:田艳艳 谷瑞升 杜生明  【 】   【打印】   【关闭

      6月11日,《美国人类遗传学杂志》在线发表了上海生科院计算生物学研究所徐书华团队的研究成果——“A 3.4-kb Copy-Number Deletion near EPAS1 Is Significantly Enriched in High-Altitude Tibetans but Absent from the Denisovan Sequence”。该项工作发展了一种搜寻人群特异拷贝数变异的新方法,检测到一段藏族特异的拷贝数缺失区域,通过群体遗传学和生物信息学分析显示,该缺失区域可能是藏族适应高原低氧环境的关键遗传因素。

      高原是人类进化历程中所面临过的最极端的环境,2500米以上的低氧环境,对于上千年前甚至上万年前的人类来讲,没有任何技术手段可以辅助克服,只能依赖于生物学的适应。而青藏高原上世居人群所处的平均海拔在3000米以上,使得高原藏族成为探索人类适应性进化机制的最理想的研究对象。近年来,借助于新一代基因组测序和基因分型技术,国内外众多科研团队在全基因组范围寻找藏族适应高原的相关基因和遗传变异。几乎所有研究都将最显著的发现指向一个编码低氧诱导因子(HIF)的基因—HIF2(亦称EPAS1)。然而,发现这个藏族高原适应关键候选基因的随后近5年当中,诸多研究一直没有找到这个基因可能与人类高原适应相关的功能变异,这阻碍了对功能机制的进一步研究。

      此前,在研究高原适应性进化上人们多关注单核苷酸多态性(SNP)变异,徐书华团队在此基础上关注其他类型的遗传变异是否可能影响到EPAS1的功能,并促进藏族的高原适应。其团队发展了一种搜寻人群特异拷贝数变异的新方法(WinXPCNVer),通过DNA微阵列芯片方法,在EPAS1基因附近发现一段约3400个核苷酸对的缺失区域,该缺失具有高度的藏族特异性,利用多种实验技术和生物信息学分析技术,在2000多例世界范围的人群样本中确认了该段拷贝数缺失的发生几率。该缺失的频率在藏族中高达90%,其中纯合缺失(两个拷贝都丢失)个体的频率达到了50%,而在其他人群的样本中,其频率则只有3%,并且未发现携带纯合缺失的个体。参考现有的数据库和文献进行功能注释分析,他们发现该缺失的序列上有组蛋白增强子的记号,与之前报道的血红蛋白浓度相关联的单核苷酸位点也具有很强的连锁效应。此外,他们对拷贝数缺失区域实施长程PCR和Sanger测序,进一步验证了这一缺失在藏族群体中的高频存在并确定其精确位置。随后,他们还对七个藏族个体进行了全基因组深度测序,并未发现除此之外的其它藏族特异的拷贝数变异—从而给予针对这个拷贝数变异进一步研究的最大优先权重。该研究提供的一系列发现和证据都提示,该拷贝数缺失在藏族低氧适应中可能的重要功能意义,尽管在功能上尚未得到实验验证,该缺失的发现仍为研究藏族的高原适应性机制拓开了新的视野。

      该工作得到国家自然科学基金重大研究计划“微进化过程的多基因作用机制”重点支持项目(91331204)等的资助。

      文章全文可由以下链接下载:http://www.cell.com/ajhg/abstract/S0002-9297%2815%2900191-3