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Science發表基因組研究重要成果

日期:2015-08-10 08:55:35

 科學家們日前發現,人類基因組的遺傳學差異主要來自于拷貝數變異CNV)。在此之前人們對CNV的了解并不多,因為CNV一直是基因組測序的一大挑戰。

 

華盛頓大學的遺傳學家Evan Eichler領導研究團隊克服了這一困難。他們對來自全球125個族群的人進行了深度基因組測序,全面分析了基因組中的SNVCNV。這項研究發表在八月六日的Science雜志上。

 

拷貝數變異(CNV)是指基因拷貝數出現異常,主要分為CNV缺失和CNV重復。CNV是基因組結構變異的重要組成部分,會影響蛋白編碼基因和非編碼基因的表達以及各種信號通路的活性。

 

CNV往往位于高度重復的基因組區域,難以進行測序分析。迄今為止,大部分人類基因組分析(包括人類基因組計劃和千人基因組計劃)都是針對SNVCNV缺失。技術上的限制使CNV重復長期受到忽視。

 

這項研究的測序深度比千人基因組計劃高10倍,是基因組數據生成的一大突破。研究顯示,人類基因組中的CNV平均為7,396bp。

 

研究人員在這些數據的基礎上重建了人類祖先(大約二十萬年前)的基因組,并對其進行了比較分析。他們發現,人類祖先的基因組中至少有四千萬bpDNA不存在于現代人類的參考基因組中。不過這些序列有一部分還保留在現代非洲人的基因組中,說明人類在離開非洲大陸之后逐漸喪失了一些DNA序列。

 

研究表明,基因組多樣性主要來自于CNV,尤其是CNV重復。與CNV缺失相比,CNV重復對基因的影響更大。這說明CNV重復和CNV缺失面臨的自然選擇并不相同。“雖然CNV事件比較少,但個體之間的差異主要是由CNV決定的,”Eichler解釋道。

 

研究人員還指出,在非洲以外地區的人中,CNV對基因組多樣性的影響特別大。“八萬年來,當我們祖先離開非洲之后,CNV經歷了更大規模的重塑,”Eichler說。

 

這項研究為人們展示了進化對不同基因組元件的影響。下一步,研究人員將繼續探索特定CNV位點的演化,揭示這些位點與疾病風險的關聯。

 


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