东亚人群源流研究新进展

中国科学家对大量东亚人群样本中分析得到的近200个未定类型的线粒体DNA序列进行研究,结果显示,迄今甄别出来的线粒体DNA未定类型事实上均源自非洲起源的建群类型M或N,没有发现可能追溯至古人类的母系遗传组份。进一步分析还提示,研究中新鉴别的基部类群很可能代表了最初进入东亚南部的现代人群祖先的母系遗存,而非来自邻近地区的近期基因流。     

古人类基因组与健康

随着第二代测序技术的发展,古人类基因组的研究进展迅速,各个古人类种群的起源与基因流向逐一揭晓,从中找出了对现代人基因有贡献的古人类种群,由此引发了对人类起源的重新思考与探究。更为重要的是古人类基因存在与疾病相关的序列信息,不仅为现代人医疗保健研究提供了参考,还有助于研究现代人疾病的发生。本文就近年来具有代表性的古人类基因组研究成果及其中与健康相关的重要发现作简要介绍。     

更新世中期中国古人类演化区域连续性与多样性的化石证据

以往,在东亚大陆发现的更新世中期人类化石被分别归入直立人和古老型智人。这种分类的主要依据是化石形态特征以及年代。魏敦瑞对周口店第一地点人类化石研究描述的一些头骨、下颌骨和牙齿特征通常被作为判定直立人的标准。根据这些化石的年代分布,一般将30万年前的中更新世晚期作为划分直立人与古老型智人的大致年代界限。近20年来,在非洲、欧洲和东亚新发现了一些更新世中期人类化石,目前古人类学界对中国更新世中期人类化石特征及演化有了与以往不同的认识。最近对大荔、许家窑、盘县大洞、许昌、华龙洞等人类化石的研究显示,近30万年以来东亚大陆人类演化呈现复杂的多样性,将这一时期人类全部归入古老型智人难以准确反映更新世中期中国古人类演化模式及规律。本文结合近年中国更新世中期人类演化研究进展,选择部分具有演化及分类价值的形态特征,分析这些特征在更新世中期中国古人类化石的表现特点。在此基础上,对更新世中期中国古人类演化模式做了尝试性探讨。本研究发现,周口店、和县、沂源、南京等中更新世早期人类化石呈现有较多的区域性特征,形态特征表现相对稳定;而大荔、金牛山、许家窑、许昌、华龙洞、马坝、盘县大洞等中更新世晚期人类在化石形态特征表现复杂多样,变异范围大。此外,在这一时期人类化石上发现较多与生存活动、健康、环境适应有关的证据。根据这些发现,作者认为中国中更新世早期组人类演化以形态连续性为主;进入中更新世晚期,中国古人类演化区域性特征减弱,演化模式以多样性为主。一系列新的化石发现和研究证据提示中更新世晚期东亚大陆可能生存有不同的古人类成员。根据目前掌握的化石形态和年代证据,大约30万年前是中国更新世中期演化变化关键时间节点。     

美国绘出玉米基因组草图

美国圣路易斯华盛顿大学基因组测序中心近日宣布,他们成功测序得出了玉米基因组草图,这是人类成功测序的第二种农作物基因组,第一种被测序的农作物是水稻。测序项目负责人理查德·威尔逊在“玉米遗传学会议”第50次年会上公布了玉米基因组草图。     

封面图片简介

吴新智先生对中国古人类化石特征及演化的研究发现,在整个更新世时期中国古人类化石具有一系列共同特征,并呈现镶嵌性表现特点;同时,部分中国古人类化石上有少量本土罕见但欧洲很常见的特征。基于这些发现,吴新智先生提出"连续进化附带杂交"解释中国地区的古人类演化。这张图展示了在北京周口店、陕西大荔、     

江苏常熟地区汉族人群47个微单倍型的遗传多态性及遗传结构分析

目的 探索江苏常熟地区汉族人群在47个常染色体微单倍型基因座的遗传多态性,评估应用效能及法庭科学参数。方法 采用MHSeqTyper47混合DNA鉴定试剂盒进行基因座复合扩增及文库构建,使用MiSeq FGx测序平台进行测序,测得的数据应用MHTyper数据分析软件进行分析,对获得的样本遗传信息进行评估,结合千人基因组数据（1000 Genomes Project phase 3,1KG）评估群体间遗传分化指数及遗传距离,并计算法庭科学参数。结果 江苏常熟地区汉族人群与1KG中的中国北京群体的遗传分化和遗传距离最小,并得到最接近的有效等位基因数（A_e）,累积随机匹配概率（combined matching probability,CMP）与1KG中东亚参考人群的5个群体均接近,为1.25×10^-36,累积非父排除概率达0.999 999 999 964 1。结论 本研究报告了47个微单倍型基因座在江苏常熟地区汉族人群中的等位基因频率及遗传多态性信息,为47个微单倍型在法医学应用中提供了数据基础。另外,比较了1KG参考人群与江苏常熟地区汉族人群的多态性差异,并揭示了47个微单倍型在江苏常熟地区汉族人群中的遗传结构。总的来说,1KG中的东亚人群参考数据更符合江苏常熟地区汉族人群的遗传特征。     

东亚中更新世古人类下颔第二臼齿釉质-齿质连接面三维形状和釉质厚度分布

东亚中更新世古人类在头骨、下颌骨、牙齿等解剖部位表现出不同程度的形态多样性,中期成员代表为直立人,而晚期成员的演化地位具有较大争议。为进一步了解东亚中更新世古人类内部的形态变异特点和为东亚中更新世晚期古人类分类提供依据,本文使用微分同胚的表面匹配（Diffeomorphic Surface Matching, DSM）和形态测量图（Morphometric map）对下颌第二臼齿（M₂）釉质-齿质连接面的形状和齿冠侧面釉质厚度分布模式进行了量化分析。结果显示：1）东亚中更新世古人类与晚期人属成员（尼安德特人和现代人）存在较明显的形态差别;2）该时段晚期的东亚古人类相对中期直立人在侧面釉质厚度分布规律上具有独特性,并在釉质-齿质连接面的三维形状上与晚期人属成员更加接近。本文在以往对东亚中更新世古人类牙齿内外结构单个性状研究的基础上,使用三维形态测量方法进一步量化了M₂釉质-齿质连接面三维形状和侧面釉质厚度分布模式两项重要特征的变异特点,这对未来该时段同类型牙齿的形态鉴定以及解决东亚中更新世晚期古人类的分类地位具有一定意义。     

中丹科学家完成古人类全基因组测序

由中国深圳华大基因研究院和丹麦哥本哈根大学联合创建的中丹基因组联合中心以Saqqaq古人为样本,完成了世界首例古人类全基因组的深度序列测定和解读.这一历史性成果以封面故事发表在2010年2月11日出版的科学期刊上.     

从技术组织论视角阐释中国古人类石器技术的多样性

石器的演化历史与早期人类技术活动的投入成本密切相关,也在一定程度上受制于可获取的原料与利用的动植物资源。克拉克有关早期人类的石器技术演化的5种技术模式,在解释旧大陆古人类技术演化具有深远的影响。然而,生活在东亚特别是中国北方地区的古人类,石制品文化面貌在约40 ka BP一直以石核-石片技术体系占据主导地位。学术界一般以中国本土旧石器文化传统根深蒂固,与西方文化交流有限为原因,解释这种石器技术发展的不平衡现象。本文以石制品生产技术组织的研究理念为出发点,强调精致加工代表人群的高投入技术与行为,在中国境内以模式2、3为代表,其产品可在一定程度上作为文化标识反映了外来人群的扩散,体现了东、西方文化有限交流;而权宜技术则多为低投入的技术与行为活动,以石核-石片技术体系为代表,随时间推移不断继承发展。同时,石核-石片技术体系在中国盛行的现象,表明本地古人类对一种比较成功的适应策略的坚持和继承,分布区域局限、内在技术变异程度相对较低的模式2、3技术,更有可能是欧亚大陆西侧和非洲规模有限的人群扩散或技术传播的结果。     

30个祖先信息位点的筛选及应用

摘要：目的 筛选一组祖先信息SNPs位点（AIMs,Ancestry Informative Markers）,构建复合检测体系,用于东亚、欧洲和非洲人群遗传成分描述及个体种族来源推断。方法 以HapMap数据库9个人群的658份样本的分型数据为基础,从30个表型相关基因总共282个SNPs位点中筛选出30个AIMs位点,基于微测序-通用芯片技术构建复合检测体系,并建立人群等位基因频率数据库。使用这组位点分析HapMap数据库中658份人群样本,初步验证位点的区分效能;然后,使用研究构建的体系检验收集的5个人群194份无关个体的DNA样本。最后,通过Structure软件分析获取人群的成分构成以及个体的遗传成分,对个体样本进行种族来源推断。 结果 筛选的30个AIMs位点符合哈迪温伯格平衡（p>0.01）,位点之间没有连锁（r2<0.1）, 658份HapMap数据库样本和194份实验样本的祖先成分分析结果与已知结果完全一致。 结论 本文筛选并建立的30个AIMs位点复合检测体系,能够有效实现东亚、欧洲、非洲人群及混合人群的成分构成和个体遗传成分的分析,有效控制遗传连锁分析中由于人群分层现象带来的误差,也可以用于法医DNA检验中个体祖先来源推断。     

线粒体基因组的高通量测序策略

综述了高通量测序技术在线粒体全基因组测序中的策略,利用该技术对线粒体全基因组进行序列测定的方法可以归纳为两种,一种是先对目标mt DNA进行富集,包括mt DNA的提取纯化,目标区域PCR扩增法以及特异性探针杂交富集法(可分为基于微阵列和基于PCR探针的杂交富集法),然后对富集出的线粒体DNA进行高通量测序;另一种是先从待测样本的基因组高通量数据中挖掘出线粒体基因组序列信息,之后利用诱饵序列或者近缘物种的线粒体全基因组参考序列,使用软件MITObim对其进行组装。此外,还给出了线粒体高通量测序的优化流程图和介绍了混合样品的线粒体高通量测序策略。     

27-plex SNP种族推断方法的优化及验证

人类学中常将人群分为东亚黄种人、欧洲白种人和非洲黑种人。27-plex SNP种族推断体系可针对来自东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群的样本进行分型检测进而推断其祖先来源。本研究对该体系获取样本分型后的种族推断分析方法进行了进一步优化,建立了一种基于似然比、祖先成分和种族归类的推断分析方法,并对4个来自东亚、欧洲、非洲及其混合人群的测试样本进行种族来源推断。使用基础参考数据库交叉验证和1010份测试样本验证两种方式进行了种族推断方法流程的评估研究。验证结果表明该方法体系在东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群中的推断准确性均高于99%。本种族推断方法可对DNA来源人的种族信息进行刻画,在人类分子遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。     

古基因组揭示1.1万年以来东亚与东南亚交汇处人群的遗传历史

<正>东亚和东南亚有着悠久的现代人生存和居住的历史,是研究欧亚大陆东部以及大洋洲现代人起源、演化与扩散的关键区域。然而,东亚南方与东南亚地区潮湿炎热、极不利于古DNA保存的气候条件,使得通过古基因组来探究这一区域人群的遗传历史成为巨大的挑战。此前,有关东南亚的古基因组研究表明,东南亚在距今12,000～4000年前生活着一群狩猎采集者——"和平人"(Hòabìnhian),是一支古老的亚洲人群,与东亚现在生活的人群遗传分离较早[1]。     

名刊封面

《细胞》2008.8尼安德特人线粒体基因组问世高通量454测序技术被广泛应用于分析古代DNA样本,为复原古代DNA提供了可能。近日,来自德国、美国、克罗地亚和芬兰的科学家发表了他们的最新研究结果,通过454测序技术,科学家得到了一个尼安德特个体的完整线粒体DNA基因组序列。尽管科学家相信尼安德特人是最接近现代人类的原始人种,但是关于他们与现代人类之间的精确关系却一直存在争论。     

遗传学视角下东亚人群的起源和演化

东亚是研究解剖学意义上现代人迁徙和演化的重要地带之一,该地区现代人群的起源及形成问题一直都是人类学领域广泛关注的焦点。遗传学研究为重建东亚人群历史提供了新的视角和见解。越来越多的遗传学证据表明,现代人约20万年前起源于非洲的晚期智人,并于10万年前走出非洲,大约在5~6万年前沿海岸线快速到达东亚南部,进而扩散到整个东亚地区。早期智人可能对走出非洲的现代人有一定程度的遗传贡献。早期定居、文化同化、人群迁徙以及基因交流等,对东亚人群的起源和演化起着至关重要的作用。前期的研究对东亚人群的源流历史进行了细致的分析,很大程度上解决了考古学、历史学等领域长期以来存在的分歧,然而这还需通过全基因组学和古DNA研究的进一步验证。本文从遗传学视角梳理和总结了东亚人群起源、迁徙和演化的历史,完善了对东亚人群演变的系统认识,并对未来东亚人群源流历史研究的发展方向做了展望。     

河南栾川发现直立人化石及其演化意义

洛阳考古研究院2012年5月至10月在栾川孙家洞作抢救性发掘,于原生层位发现古人类化石,同时伴有大量哺乳动物化石,以及少量人工石制品。根据伴生动物群的初步鉴定,栾川古人类的生存时代为中更新世。6件古人类化石代表3个个体:1个成年人和2个未成年人,未成年人的牙齿生长发育阶段分别与6～7岁和11～12岁的现代青少年相当。栾川孙家洞古人类牙齿具有一定的原始性,明显区别于现代人,其形态大小位于周口店直立人牙齿的变异范围内,可归入直立人的形态范畴;同时具有东亚古人类及现代蒙古人群的地区性特征。基于幼年个体上下颌骨的牙齿发育,推测栾川古人类第一臼齿萌出年龄可能接近6岁,提示具有接近于现代人的牙齿生长模式和生活史特点。栾川中更新世古人类化石的发现为中国古人类连续演化假说提供了新证据。     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。     

基于癌症临床测序依据变异决定治疗方案将成为可能

临床测序（clinical sequencc）是为了探索各个癌症患者的最佳治疗方案而开展的。国际上出现了患者癌症基因组的解析服务。为了使基因组测序数据有效地应用到临床治疗上，日本也开始了利用患者样本的研究工作。     

基于序列相似性和Z曲线方法重注释原核生物蛋白编码基因

随着测序技术的不断发展,产生了海量的基因组测序数据,极大地丰富了公共遗传数据资源。同时为了应对大量基因组数据的产生,基因组比较和注释算法、工具不断更新,使得联合多种注释工具得到更准确的蛋白编码基因的注释信息成为可能。目前公共数据库的原核生物基因组测序和装配有些是10多年前的,存在大量预测的功能未知的编码基因。为了提升美国国家生物信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库中基因组的注释质量,本研究联合使用多种原核基因识别算法/软件和基因表达数据重注释1587个细菌和古细菌基因组。首先,利用Z曲线的33个变量从177个基因组原注释中识别获得3092个被过度注释为蛋白编码基因的序列;其次,通过同源比对为939个基因组中的4447个功能未知的蛋白编码基因注释上具体功能;最后,通过联合采用ZCURVE 3.0和Glimmer 3.02以及Prodigal这3种高精度的、广泛使用且基于算法不同而互补的基因识别软件来寻找漏注释基因。最终,从9个基因组中找到了2003个被漏注释的蛋白编码基因,这些基因属于多个蛋白质直系同源簇(clusters of orthologous groups of proteins, COG)。本研究使用新的工具并结合多组学数据重新注释早期测序的细菌和古细菌基因组,不仅为新测序菌株提供注释方法参考,而且这些重注释后得到的细菌基因序列也会对后续基础研究有所帮助。     

中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记研究

为系统性研究中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记,本研究以41例抗结核药物引发肝损伤的病人和39例健康对照为研究对象,采用Haloplex捕获测序的方法对其基因组中药物代谢、转运和免疫相关通路的109个基因进行靶向测序。用Plink软件对DNA突变位点与肝损伤的发生进行关联分析,以千人基因组计划东亚人群作为对照组,对显著性位点进行验证,并用SIFT和Polyphen2软件对预测显著关联的位点进行功能预测。结果发现UGT1A4 rs2011404(X^2=4.6809,P=0.0305)是抗结核药物引发的肝损伤的易感基因标记,且rs2011404突变可能引起UGT1A4蛋白的功能障碍。本研究为临床上对抗结核药物的合理用药提供了有益的参考。