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西藏人民对于高原环境适应基因究竟从何而来??

代建军 2021-04-04 22:18


这个答案我想我们也可以从藏羚羊身上开始寻找答案。
由青海大学、深圳华大基因研究院和中科院昆明动物研究所等多家单位合作完成的藏羚羊基因组序列图谱于2013年5月14日在《自然·通讯》(Nature Communication)杂志上发表。该研究为进一步揭示物种对极端高原环境的适应奠定了重要基础。
藏羚羊生活在海拔高达4,000-5,000米的严酷环境下,是我国青藏高原上特有的大型偶蹄动物。其栖息地氧分压低,且紫外辐射强烈。当人类在这样的环境中生存时,罹患各种危及生命的急性高原病的风险便会增加。
在本研究中,研究人员采用新一代测序技术成功绘制出藏羚羊(Pantholops hodgsonii)基因组图谱。通过与其他多种平原动物进行比较基因组学分析,他们发现,藏羚羊基因组中显示出适应性进化的信号,其中与能量代谢和氧气运输等相关的基因家族发生了显著扩张,这可能在其低氧适应中发挥重要作用。同时,研究人员还发现,藏羚羊和美国高原鼠兔的基因组共享与优艾设计网_设计客DNA修复以及ATP酶产生相关的正选择基因,这也揭示了高原物种对低氧和高辐射的生存环境的一种适应机制。
此外,研究人员通过对已知的247个高原适应性相关基因进行了筛选,发现7个基因在藏羚羊和美国高原鼠兔中发生了趋同进化。比如,催化糖酵解过程中限速反应的PKLR基因,该基因的趋同进化反应了糖酵解过程在高原环境下适应低氧生存的能量代谢中非常重要。这些基因所发生的趋同进化,有力地解释了高原动物对低氧环境的耐受性机制,为进一步从基因组学角度去寻求人类抗低氧对策找到一定的线索,对高原缺氧性疾病的预防和治疗奠定基础。


丘小攀 2021-04-04 22:18


2015年6月11日,《美国人类遗传学杂志》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院计算生物学研究所徐书华研究组的研究成果“A 3.4-kb Copy-Number Deletion near EPAS1 Is Significantly Enriched in High-Altitude Tibetans but Absent from the Denisovan Sequence”。该项工作发展了一种搜寻人群特异拷贝数变异的新方法,检测到一段藏族特异的拷贝数缺失区域,并通过群体遗传学和生物信息学分析,推测该缺失区域可能是藏族适应高原低氧环境的关键遗传因素。

  高原是人类进化历程中所面临过的最极端的环境,2500米以上的低氧环境,对于上千年前甚至上万年前的人类来讲,没有任何技术手段可以辅助克服,只能依赖于生物学的适应。而青藏高原上世居人群所处的地区平均海拔在3000米以上,使得高原藏族成为探索人类适应性进化机制的最理想的研究对象。近年来,借助于新一代基因组测序和基因分型技术,国内外众多科研团队在全基因组范围寻找藏族适应高原的相关基因和遗传变异。几乎所有研究都将最显著的发现指向一个编码低氧诱导因子(HIF)的基因——HIF2(亦称EPAS1)。然而,发现这个藏族高原适应关键候选基因的随后近5年中,诸多研究一直没有找到这个基因可能与人类高原适应相关的功能变异。这导致进一步的功能机制研究无从谈起。

  在此之前的研究都着重考察单核苷酸多态性(SNP)这一类变异,徐书华的研究组从几年前就开始关注其他类型的遗传变异是否可能影响到EPAS1的功能,进而促进藏族的高原适应。其研究组发展了一种搜寻人群特异拷贝数变异的新方法(WinXPCNVer),在DNA微阵列芯片的原始荧光信号中检测出一段藏族特异性缺失的约3400个核苷酸对的区域,同时通过多种实验技术和生物信息学分析技术,在2000多例世界范围的人群样本中确认了该段拷贝数缺失的发生几率。他们发现该段拷贝数缺失的频率在藏族中高达90%,其中纯合缺失(两个拷贝都丢失)个体的频率达到了50%;而在2000多个世界其他人群的样本中,其频率则只有3%,并且未发现携带纯合缺失的个体。通过参考现有的数据库和文献进行功能注释分析,研究组发现该缺失的序列上有组蛋白增强子的记号,并且与之前报道的血红蛋白浓度相关联的单核苷酸位点也具有很强的连锁效应。此外,研究组通过对拷贝数缺失区域实施长程PCR和Sanger测序法进一步验证了这一缺失在藏族群体中的高频存在,并确定了该缺失区域的断点在基因组的精确位置。随后,研究组还对七个藏族个体进行了全基因组深度测序,并未发现除此之外的其它藏族特异的拷贝数变异——从而给予针对这个拷贝数变异进一步研究的最大优先权重。该研究提供的一系列发现和证据,都提示了该拷贝数缺失在藏族低氧适应中可能的重要功能意义。尽管在功能上尚未得到实验验证,该缺失的发现为研究藏族的高原适应性机制开拓了新的视野。

  有趣的是,这个拷贝数变异与之前研究认为来自于非现代人——丹尼索瓦人(Denisovan)的一个基因片段处于完全连锁不平衡。这意味着,如果藏族人群中与丹尼索瓦人高度相似的基因片段果真来自丹尼索瓦人的贡献,那么这个藏族特异的拷贝数缺失可能也来自于丹尼索瓦人的贡献。但是这个藏族特异的拷贝数变异并不存在于丹尼索瓦人的基因组中。这个发现对之前研究的结论提出了疑问,也使得目前所理解的现代人祖先与非现代人祖先之间的基因交流格局和适应性进化机制变得更加复杂。

  该工作由计算生物学所楼海一、陆艳,以及博士研究生鲁东胜、付睿卿、王晓骥(上海科技大学)、冯启迪等在研究员徐书华的指导下,与中科院昆明动物研究所、复旦大学、西藏民院、新疆医科大学、马来西亚UCSI大学、韩国加图立大学等多家单位的研究人员合作完成。该项工作得到了中国科学院B类战略性先导科技专项、国家自然科学基金委和上海市科学技术委员会等多项基金的资助,同时得到国家遗传与发育协同创新中心支持。

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http://linkinghub.elsevier.com ... %3Dsd2015-06-25 0 0分享 新浪微博 qq空间优艾设计网_设计圈 微信

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个人觉得三种可能吧。第一,物尽天择,适者生存!千百年来的帅选,有高原反应适应基因的存活了下来,没有的则死亡或者迁徙了;第二,大多数人都有高原反应适应基因,在高原条件下会选择性表达;第三,基因突变,在高原条件下可能造成基因突变!


谢苇 优艾设计网_电脑技术 2021-04-04 22:24


为了寻找藏族人适应高原环境的有关基因,中美联合研究小组对居住在青海省海拔4350米左右的31名藏族人的遗传基因进行了分析。 结果显示,藏族人群特有的“EGLN1”和“PPARA”两种基因异于低海拔地区人群。这两种遗传基因抑制了藏族人血液中的血红蛋白,使他们血液中的血红蛋白保持在低浓度。这也是藏族人能够在高海拔生存的部分原因。


黎秋华 优艾设计网_PS问答 2021-04-04 22:32


最近Nature上一篇文章显示:西藏人高原基因或来自灭绝的古人类,普通人到了青藏高原会有严重的高原反应。不过由于EPAS1基因的突变,西藏人可安然的生活。研究者发现西藏人的EPAS1基因与其他现代人的DNA序列并不一致,而是与已经灭绝的古人类丹尼索瓦人惊人吻合。所以丹尼索瓦人曾与西藏人有过交集。感兴趣可通过链接详细了解
http://www.nature.com/nature/j ... .html


张振彪 2021-04-04 22:40


还是想知道,文章只是说藏族人EPAS1、EGLN1基因突变导致高原环境下不用产生过量的血红细胞--其结果是使血液变得粘稠,造成高血压并可能引发中风。但没有说藏族人比普通人红优艾设计网_PS问答细胞数量少,那藏族人是对氧的需求比普通人要少?


刘燃 2021-04-04 22:42


研究表明:现代人类走出非洲,在欧亚大陆与丹尼索瓦人繁衍,随后又进入中国,而这部分人的后裔可能仍然保有0.1%的丹尼索瓦人基因,他们中部分走向平原地带成长为未来的汉人,而另一部分则留在了青藏高原。高海拔EPAS1基因在藏族人间存在较广,可能是一种自然选择的结果——在高原地带,其他人种通常未来得及繁衍后代就匆匆离世。目前约87%的藏族人拥有高海拔EPAS1基因,而汉族人携带此变种基因比例仅为9%。

随着我们对人类进化历程理解的逐步深入,有越来越多的证据支持现代人的祖先曾与丹尼索瓦人、尼安德特人等古人类之间有过基因交流。此次在藏族人中发现丹尼索瓦人的基因片段,揭示了现代人对极端环境的快速适应,很可能得益于与已经适应了这些环优艾设计网_Photoshop问答境的其他古人类之间的基因交流。”


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