中新網(wǎng)昆明10月28日電 記者28日從中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所獲悉，該所宿兵課題組、西藏大學(xué)歐珠羅布教授與崔超英教授課題組、上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所徐書(shū)華教授課題組、青海省高原醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院吳天一教授課題組等，經(jīng)過(guò)兩年多聯(lián)合攻關(guān)發(fā)布首個(gè)藏族人群高質(zhì)量參考基因組，并利用該基因組系統(tǒng)解析了藏族人群全基因組水平的結(jié)構(gòu)變異元件數(shù)據(jù)集。該成果于近日在線發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》雜志上。

世居高原的藏族人群對(duì)極端低氧環(huán)境的適應(yīng)是人類適應(yīng)性進(jìn)化的典型例子，一直以來(lái)受到廣泛關(guān)注。以往對(duì)于藏族高原適應(yīng)的遺傳分析主要集中在基于二代短讀長(zhǎng)測(cè)序數(shù)據(jù)的單核苷酸變異位點(diǎn)(Single Nucleotide Variants,SNVs)的研究，且發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)與藏族高原適應(yīng)相關(guān)的關(guān)鍵基因EPAS1和EGLN1，解釋了藏族人群較低血紅蛋白濃度這一適應(yīng)表型。然而，除了血紅蛋白濃度，藏族其他的高原適應(yīng)特征(比如較高的通氣量、較低的肺動(dòng)脈壓等)還不能被SNVs解釋。

眾所周知，基因組上的大尺度結(jié)構(gòu)變異(Structural Variants，SVs)可能影響染色質(zhì)空間結(jié)構(gòu)及基因的表達(dá)調(diào)控，與疾病和進(jìn)化表型也可能相關(guān)，但藏族人群基因組中的SVs對(duì)高原適應(yīng)是否有貢獻(xiàn)僅有EPAS1基因下游一個(gè)大片段缺失的一例報(bào)道，缺乏對(duì)全基因組水平SVs的系統(tǒng)研究。

為了系統(tǒng)解析藏族人群全基因組SVs，研究人員利用三代長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)以及多種輔助組裝技術(shù)，從頭組裝了一個(gè)高質(zhì)量的藏族人參考基因組(珠峰1號(hào)，ZF1)。該基因組是第一個(gè)利用長(zhǎng)片段序列從頭組裝的藏族人群的高質(zhì)量參考基因組，相比于目前已有的人類參考基因組，具有更好的序列連續(xù)性和完整性。

利用該基因組，研究人員找到了17,900個(gè)ZF1中發(fā)生的SVs，其中6,505個(gè)是ZF1有別于其他兩個(gè)東亞人(HX1和AK1)的SVs。功能富集分析發(fā)現(xiàn)，這些ZF1特有的SVs相關(guān)基因的功能顯著富集在一個(gè)重要的低氧通路——GTPase活性調(diào)控通路上。通過(guò)進(jìn)一步的群體分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)發(fā)生在MKL1基因內(nèi)含子上的163bp缺失，這個(gè)缺失在藏族和漢族群體中表現(xiàn)出顯著的頻率差異，且該缺失與藏族較低的肺動(dòng)脈壓顯著相關(guān)。

另外，研究人員系統(tǒng)評(píng)估了藏族基因組中與古人類(尼安德特人和丹尼索瓦人)共享的基因片段，發(fā)現(xiàn)ZF1相比于其他東亞個(gè)體的基因組有更高的共享片段比例(1.32%-1.53%)。其中一個(gè)典型的例子是發(fā)生在SCUBE2基因內(nèi)含子上一個(gè)662bp的插入，分析發(fā)現(xiàn)該插入在藏族中富集并與藏族的肺功能顯著相關(guān)。

這一研究成果，將為今后藏族高原適應(yīng)的醫(yī)學(xué)和進(jìn)化研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。