11月3日,中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院(人口健康領(lǐng)域)計(jì)算生物學(xué)研究所徐書華課題組的研究成果,以PGG.Population: a database for understanding genomic diversity and genetic ancestry of human populations為題,在線發(fā)表在《核酸研究》上。該研究分析了涵蓋全球范圍107個(gè)國(guó)家的356個(gè)人類族群的基因組多樣性和祖源信息,并發(fā)布了開(kāi)放獲取的專門數(shù)據(jù)庫(kù)——PGG.Population(群體基因組學(xué)·族群)。PGG.Population是迄今唯一在基因組水平專門解析人類族群遺傳關(guān)系和祖源信息的公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù),也是目前收集族群數(shù)量最大的群體基因組數(shù)據(jù)庫(kù),為研究人員、臨床醫(yī)生及學(xué)生和公眾理解不同人群的遺傳背景提供查詢和分析平臺(tái)。
人類族群多樣性的形成是遷移、隔離、分化、再接觸和交流的復(fù)雜演化過(guò)程。同時(shí),長(zhǎng)期對(duì)特定環(huán)境的適應(yīng)或能影響特定的性狀以及基因組局部區(qū)域的多樣性變化。相對(duì)來(lái)講,人群的基因組多樣性在很大程度上決定了其表型多樣性——這也是族群特異性的表型可以世代傳承的原因。因此,要真正理解人類不同族群在膚色、體質(zhì)以及疾病等性狀上的差異,最終需要回到基因組、追溯人群的演化歷程。眾多大型國(guó)際計(jì)劃(比如人類單倍體型圖計(jì)劃和千人基因組計(jì)劃)以及我國(guó)此前完成的各類全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)集中關(guān)注常見(jiàn)主體人群,而對(duì)各地少數(shù)族群(大多是土著人群)的研究較為缺乏。部分研究人員逐漸意識(shí)到,在一個(gè)人群研究中的困惑,往往在另一個(gè)人群的研究中找到答案,例如科研人員對(duì)比青藏高原人群的基因組,了解到為何平原人群無(wú)法像藏族人那樣舒適地生活在高原上。專家認(rèn)為,這就是多樣性的魅力,也是進(jìn)化留給我們的財(cái)富。
PGG.Population正是在這樣的大背景下建立起來(lái)。研究人員通過(guò)測(cè)序或收集眾多人類群體基因組研究數(shù)據(jù),對(duì)每個(gè)族群的基因組重新整合與分析(包括人群的地理語(yǔ)言歸屬等基本信息、Y染色體與線粒體譜系、群體間親緣關(guān)系、群體遺傳結(jié)構(gòu)、遺傳混合以及自然選擇印記等),并建立數(shù)據(jù)庫(kù),以開(kāi)放獲取的方式向公眾展示每個(gè)族群的基因組多樣性與祖源信息。目前,該數(shù)據(jù)庫(kù)包括7122個(gè)個(gè)體的基因組數(shù)據(jù),覆蓋107個(gè)國(guó)家的356個(gè)族群,每個(gè)族群都有自己的“故事”。該數(shù)據(jù)庫(kù)以理解每個(gè)人群的基因組多樣性與遺傳背景為主,對(duì)其他研究領(lǐng)域也具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值,人類群體基因組數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)任重道遠(yuǎn)。全世界有2000多個(gè)族群,而該數(shù)據(jù)庫(kù)目前只包括世界族群的1/6強(qiáng)。課題組正在收集或產(chǎn)生更多的來(lái)自不同族群基因組數(shù)據(jù),以覆蓋更多的族群,以期用于全面探索亞洲人群尤其是東亞、東南亞族群的演化歷史和自然選擇等遺傳和演化問(wèn)題。同時(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)可供遺傳學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、體質(zhì)人類學(xué)、醫(yī)學(xué)等行業(yè)參考和使用,應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的研究。此外,科研人員希望公眾通過(guò)訪問(wèn)和查詢?cè)摂?shù)據(jù)庫(kù),對(duì)人類基因組多樣性和人群祖源等方面的知識(shí)和信息有更廣泛和深入的理解。
研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃及國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、中科院青年促進(jìn)會(huì)、上海市科委等的資助,并得到國(guó)家遺傳與發(fā)育協(xié)同創(chuàng)新中心支持。
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