中外团队历时10年,在东南亚人群基因组研究领域取得里程碑式突破。北京时间5月14日晚,“东南亚人群基因组计划”首期成果发表在国际期刊《自然》上,东南亚人群的遗传演化之谜被揭开。
为何是“最后一块拼图”?
填补全球基因组“南方盲区”
论文通讯作者之一、中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵表示,东南亚是全球人类基因组研究的“最后一块拼图”,该地区人群拥有极高的遗传多样性,是全球最重要的人类演化区域之一。为了解开东南亚人群的遗传密码,由中国科学院昆明动物研究所牵头,联合34个国内外科研团队,历时10年,完成了“东南亚人群基因组计划”一期研究。
据介绍,团队深入东南亚雨林腹地,系统采集了涵盖5大语系、6个国家的30多个族群样本,成功完成了3023例全基因组深度测序,构建了目前最完整的东南亚人群全基因组测序数据集——SEA3K。
据介绍,这一数据集全面描绘了该区域人群的遗传变异图谱和基因组结构,并结合群体遗传学和医学遗传学分析,揭示了该区域基因组格局如何受到古代族群分化、混合、适应、人口规模变迁及古人类(如丹尼索瓦人)基因渗入的综合影响。研究成果标志着全球人类基因组多样性研究的重要突破,填补了全球基因组“南方盲区”,重新定义了人类多样性研究的全球图景。
四大研究成果
破译东南亚人群的基因密码
在该研究中,四大研究成果系统揭示了东南亚人群的遗传多样性形成机制、环境适应演化策略、古人类基因交流模式及疾病遗传基础。
研究人员利用SEA3K数据深入分析了群体遗传结构,首次精确描绘了东南亚与东亚人群的遗传亲缘性及地理分化模式。发现大多数东南亚人群的遗传结构主要与他们的地理分布格局一致,而非按语系聚类,表明人群间的分化主要通过地理隔离形成,印证了该地区复杂的遗传交融与语言更替历史。
值得一提的是,团队发现了众多东南亚人群适应热带环境的独特基因突变,“像热带雨林,高温高湿,它对东南亚人群影响深远,我们发现了这些人群身上携带的特殊基因突变,比如,有的突变能调控皮肤色素,以抵御强紫外线;有的突变可以减轻雨林中的蚊虫叮咬反应;有的突变则可以促进生成卷发,加速东南亚人群的散热。”宿兵举例说。
目前大量关于古人类基因组的研究表明,现代人的基因组中至少存在两种已灭绝古人类的基因序列遗存:尼安德特人和丹尼索瓦人。其中,亚洲人中来自古人类丹尼索瓦人的基因渗入因其丰富的模式和多样的比例而受到广泛关注。研究团队利用SEA3K数据,结合全球人群基因组数据,对古人类基因渗入进行了系统分析,证明东南亚人群中确实存在多种丹尼索瓦人渗入模式。除了之前报道的东亚人群的两次渗入事件,首次在东南亚土著人群中发现了第3次基因渗入。
东南亚地处热带-亚热带,炎热潮湿的热带雨林环境塑造了当地人群丰富独特的表型特征,以及占全球发病率三分之一的热带高发疾病,这些疾病严重影响了该地区的人口健康和地区经济发展。为了揭示东南亚地区高发疾病的进化遗传模式,研究团队通过对SEA3K数据进行系统注释,鉴定出10个东南亚特异高频的致病变异。
据悉,目前团队已正式启动“东南亚人群基因组计划”二期工程,致力于构建覆盖东南亚全域的万人级高分辨率基因组图谱。 据封面新闻