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揭秘怀双胞胎基因 大数据找到基因突变位点 后代身高或可基因测算

2018-10-11 15:20:49

 

揭秘怀双胞胎基因

  核心提示: 华大正式发布一项迄今为止最大规模的中国人基因组学大数据研究成果。研究人员发现一个和双胞胎妊娠显著相关的基因突变位点,意味着怀上双胞胎的“关键”被找到,后代的真实身高也可能通过基因测算。

    南方人免疫力更强,后代身高或可通过基因测算?

  10月10日,华大在深圳国家基因库正式对外发布一项迄今为止最大规模的中国人基因组学大数据研究成果。这是由中国科学家主导,历时两年,对14余万中国人的无创产前基因检测数据进行深入研究后,首次揭秘中国人群基因遗传特征的科研成果,也是由华大主导的“百万人群基因大数据研究”项目的首秀。

  对此,华大生命科学研究院院长、文章第一通讯作者徐讯博士表示,本次研究成果有两个重要意义,首先,这标志着生命科学产业已经从单个样本的检测和诊断,正式进入了基因大数据时代;其次,也验证了基于大人群的精准医学研究已成为新的科研模式,对基因组学大数据研究具有开创性价值。徐讯认为,此次研究成果也证明了生命科学产业已经从单个样本的检测和诊断,正式进入了基因大数据时代。

  据了解,华大在2016年正式发起“百万人群基因大数据研究”项目,此次研究项目正是其第一期的成果。

  在本次研究中,华大的研究小组成功构建了包含904万个多态性位点在内的中国人基因频率数据库(CMDB),其中约有20万个多态性位点属于首次发现,这是目前正式发表的最大规模的中国人群基因频率数据库。

  值得一提的是,研究小组确定了6个在地区纬度方向上受到强烈自然选择的基因,它们在基因频率上呈现明显的南北差异,充分展现了饮食、气候、病原体等环境因素对中国人群的演化所起到的选择作用。

  比如,由于古代在北方、西北等地区如新疆、青海和内蒙古等地可能由于蔬菜获取比较困难,导致生活在这些地区的人们肉类摄入比例较大,因此,促进脂肪代谢率的等位基因在这些地区有明显富集的趋势。

  与机体免疫功能相关的编码红细胞补体受体I的基因CR1呈现了南方富集的现象。古代中国南方被称为南蛮瘴气之地,自然环境恶劣,病原微生物尤其是疟疾盛行,因此对于生存于该地区的人在免疫力方面有较高的要求。

  此外,与耳垢干湿、体味(如狐臭)、大汗腺分泌等相关的ABCC11基因,也呈现了明显的南北方选择差异。除了部分广西、广东和海南的中国人没有这个基因突变之外。绝大部分的生活在北方温带气候地区的人们都有这个基因突变,突变结果表现为干性耳垢、体味较小、大汗腺分泌较少,这样可能更有利于北方的生存环境。而在南方,则没有这方面的自然选择压力,从而使野生型基因在南方长久地流传下来。

揭秘怀双胞胎基因

  首次发现“怀双胞胎”

  通过数据分析,研究小组一次性发现并且验证了48个与身高以及13个与BMI显著相关的基因位点,包括这些位点在内的常见突变位点分别解释了48%的身高遗传率以及10%的BMI遗传率。随着研究的进一步深入,科学家和算法工程师有可能可以利用这些信息构建适合于中国人的身高预测模型,通过基因数据推断个人的身高情况。

  另外,研究小组对怀孕年龄和双胎怀孕两个表型进行了深入分析,发现了两个与怀孕年龄显著相关的基因位点,暗示着这两个位点的突变与生育力密切关联; 与此同时,还在NRG1基因中发现了一个和双胞胎妊娠显著相关的突变位点,也就是说携带NRG1基因的突变,有更高的几率怀上双胞胎。

  华大的研究小组还首次全面揭示了全国31个省级行政单位的人群病毒感染发生率以及病毒在血浆中丰度的分布。

  研究发现,中国人血浆的病毒组与欧洲人存在比较大的差异,比如,在欧洲人群中排名前两位的分别是与皮肤急疹相关的疱疹病毒7型及与鼻咽癌相关的疱疹病毒4型,而在我国人群中排在首位的则是乙肝病毒,其感染发生率大约为2.5%。

首次基于无创产前基因组

测序数据进行遗传学探索

基因是生命的密码,国家级人群基因组学研究以及对遗传资源的保护与应用是精准医学的基础,直接影响到一个国家在生物医学领域的核心竞争力。由于大型研究项目的完成需要较长周期,项目设计、样本采集及基因测序需要花费大量的时间与资金,中国在国家级人群基因数据研究上暂时处于落后的状态。然而,华大的科学家们发现,无创产前基因检测的基因组测序数据,可以为大规模的人群队列研究提供一个全新的思路。

此次发表于《细胞》的成果,则是华大研究团队在大规模人群队列研究的一次尝试, 取得了极其显著的成果。华大研究员、文章第一作者刘斯洋博士表示,在这次研究中,研究团队建立了全新的研究思路和分析算法,突破了当前组学领域难以使用超低深度全基因组测序数据进行遗传学研究的局限和挑战,首次证明了无创产前基因检测数据可用于回答遗传学以及医学领域多个重要问题的价值和潜力,该方法和策略可被全球基因组学研究参考与应用。

同时,文章共同通讯作者金鑫博士指出,该研究是全球基因组学领域内,首次基于无创产前基因组测序数据所进行的遗传学探索。结果证明,脱敏后的无创产前基因检测数据在基因组学和群体遗传学研究中有巨大的价值。此次研究建立的分析策略、算法和数据库,对于全球群体遗传学、基因组学、精准医学等领域的发展有着重要的科学意义。

 

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本文来源:解放牛网 作者: 责任编辑:李芸

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