Science：人類基因突變地圖

近日，刊登在雜志Science上的一篇研究論文中，來自華盛頓大學(xué)的研究人員通過研究表示，不同種族個體之間的遺傳差異或許主要取決于名為基因拷貝數(shù)變異(CNVs)的結(jié)構(gòu)元件，相比其它基因特性，比如單核苷酸突變(SNVs)而言，基因的拷貝數(shù)變異此前并沒有被科學(xué)家們仔細(xì)研究過，因為研究者很難對基因拷貝數(shù)變異進(jìn)行遺傳測序。

文章中研究人員對236名個體進(jìn)行研究，分析了參與者的基因拷貝數(shù)變異(CNVs)和單核苷酸突變(SNVs)，研究者表示，基因拷貝數(shù)變異的中等大小被鑒別為7396個堿基對，隨后他們對每一個基因組都進(jìn)行了深入細(xì)致地測序研究并且獲得了大量的基因組數(shù)據(jù)；利用測序數(shù)據(jù)研究人員就可以重建大約20萬年前的人類祖先的基因組，并且將其同黑猩猩和猩猩的相關(guān)基因組序列進(jìn)行對比。

對比分析后研究者發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)古的人類祖先的基因組中至少有4000萬個額外的DNA堿基對，而這些堿基對在現(xiàn)代人的基因組中并未發(fā)現(xiàn)，這些序列中的一部分保留在多個現(xiàn)代非洲人機體中，這就說明額外序列的缺失或許是人類從非洲大陸遷移出去所造成的。

研究者Eichler及其同事將現(xiàn)代人類基因組同三名古代譜系人類的基因組進(jìn)行對比，同時也和兩種滅絕的種類的譜系進(jìn)行了對比，即穴居人和Denisova人；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比單核苷酸突變而言，基因的拷貝數(shù)變異是前者的7倍多樣性來源。當(dāng)基因的拷貝數(shù)變異事件發(fā)生較少時，兩個個體之間的堿基對數(shù)量是不同的，而且其很大程度上取決于基因的拷貝數(shù)變異，尤其是在重復(fù)的區(qū)域中，基因拷貝數(shù)變異(CNVs)和單核苷酸突變(SNVs)之間的不同很可能會隨著新型測序平臺的建立而不斷擴大，這就可以幫助理解人類的遺傳突變。

基因拷貝數(shù)變異的復(fù)制是zui大多樣性產(chǎn)生的來源，而相比進(jìn)行CNV的剔除而言，這些特性影響基因表達(dá)的可能性是前者的4倍，這就表明復(fù)制的選擇和剔除或許會通過進(jìn)化表現(xiàn)出較多的不同，同時研究者還發(fā)現(xiàn)，在非非洲的人群基因組中CNV對基因組的多樣性影響較大。

zui后研究者表示，下一步他們將對比不同現(xiàn)代人群的特殊CNV位點來確定正向和負(fù)向的選擇同時將其同疾病發(fā)病風(fēng)險相關(guān)連，本文研究揭示了進(jìn)化如何對不同的基因組元件起作用，但目前研究者仍然需要投入更多的精力去研究來理解人類基因組中的哪種CNV是無作用的或者是有害的。