研究小组重建了蒙古高原汉族人的进化历史和生物适应

一个中国研究小组从一个综合基因组数据集中分析了5583个现代和古代个体，以重建蒙古高原汉族人群的进化历史和生物适应性

他们发表在hLife上的研究结果表明，受周围阿尔泰语系人群基因流的影响，蒙古高原汉族人群的遗传同质性很强

使用各种计算生物学方法，该团队描绘了一个全面的生物适应景观，确定了与复杂代谢特征相关的适应特征。此外，对古代和现代基因组的泛祖先分析重建了过去5万年来与脂肪酸和叶酸代谢相关的基因关键突变的进化轨迹

全面描述复杂的人口过程和自然选择压力对人类遗传多样性模式的影响，对于理解民族语言不同种群的人类历史以及适应性特征和复杂疾病的分子遗传基础的进化轨迹至关重要

“大规模的特定人群古代和现代基因组资源为阐明人类疾病遗传结构的起源、迁移、混合、生物适应以及地理起源和扩散轨迹提供了一个直接的时空研究窗口，”中国工程院院士、广东省禁毒技术中心合著者刘超说

最近对欧亚西部人口中古代和现代基因组的特定祖先进行的人口遗传学研究揭示了旧石器时代晚期欧洲狩猎采集者、新石器时代安纳托利亚农学家和青铜时代欧亚草原牧民对现代欧洲人腰臀比和身高等复杂特征的遗传基础的不同遗传贡献

对欧洲古代和现代基因组的特定路径本地血统分析表明，5000年前西部草原种群的传播塑造了现代欧洲人群对多发性硬化症的遗传易感性，北方患病率较高，南方患病率较低

然而，基于古代和现代基因组数据库来剖析东欧人疾病或生物适应性特征的地理起源和进化轨迹的研究相对较少

四川大学通讯作者何广林说：“为了解决欧亚东部人群的这一差距，并更深入地了解欧亚东部祖先不同的进化历史以及复杂生物特征的群体特异性遗传基础的进化起源，我们利用一个综合的现代和古代基因组数据库探索了祖先组成，并描述了汉族人群适应性特征的进化轨迹。”

人口历史

汉族是全球最大的民族，分布在中国各地，生态环境和饮食模式各异。东亚北部的蒙古高原是汉人和阿尔泰人的家园

历史记录记载了该地区的各种政权，包括匈奴（公元前209年-公元98年）、鲜卑（公元386-534年）、突厥（公元552-742年）、维吾尔（公元744-840年）和契丹（公元916-1125年）。考古和遗传学证据表明，汉族和这些少数民族之间存在广泛的文化和遗传互动

四川大学的共同第一作者王梦格说：“特定人群的基因组资源对于重建人群历史和提高精准医学中的人类健康公平性非常重要。此外，蒙古高原的人群相互作用非常有趣，我们对蒙古人的遗传起源和人群历史进行了早期研究。

”在这个项目中，我们主要进行了人群遗传学研究，重点研究了蒙古高原汉族人群的群体历史和生物适应，发现了许多与关键适应突变进化相关的有趣故事。“

科学家们使用等位基因频谱和单倍型解析片段全面描述了蒙古高原汉族个体的人口历史和生物适应。

该研究揭示了蒙古高原不同地区汉族人群之间明显的遗传同质性。与中原汉族居民相比，蒙古高原汉族居民与阿尔泰语系人群表现出更大的遗传漂变。

高级混合建模证实，蒙古高原汉人的基因库受到了与阿尔泰语系群体相关人群的基因流的影响。该研究确定了与蒙古高原寒冷环境相关的自然选择信号。，生存策略的转变，以及通过各种计算建模和检测方法在病原体暴露下的免疫变化。

“我们进行了多种互补的统计分析，包括基于等位基因频率的群体分支统计（PBS）、成对固定指数（FST）估计、基于单倍型的跨群体扩展单倍型纯合性（XP-EHH）和综合单倍型评分（iHS），以检测蒙古高原汉族人群的自然选择信号。最重要的是与代谢、FADS和MTHFR相关的候选基因，”该研究的第一作者、昆明医科大学的李向平说。

FADS基因家族编码脂肪酸去饱和酶，调节多不饱和脂肪酸的合成。MTHFR基因编码亚甲基四氢叶酸还原酶，这在叶酸循环中至关重要。

研究人员使用古代和现代样本中具有高时空分辨率的基因组资源来重建最显著的自然选择信号的进化轨迹，[rs174550（FADS1）和rs1801133（MTHFR）]，在数万年的时间里

研究结果表明，有利等位基因rs174550-T的频率在出现后稳步增加，稳定在0.54左右。

同样，由于与农业相关的饮食变化，大约1万年前出现在小米农业人群中的等位基因rs1801133-A在北纬40度附近的地区达到了高频率。在中国人群中，rs1801133-A的频率从北向南持续下降

近东新月沃地谷物农业和东亚黄河流域小米农业的发展加速了与代谢基因相关的遗传多样性模式的适应和稳定。适应性信号的表型关联分析揭示了蒙古高原汉族人群复杂性状的多基因适应性和多效性模式

近东小麦和大麦农业以及黄河流域小米农业的出现促进了代谢基因遗传多样性的快速适应和稳定。生物适应信号的表型关联分析揭示了蒙古高原汉族人群复杂性状的多基因适应和多效性模式

昆明医科大学的胡丽萍说：“我们的研究加深了人们对复杂的人群遗传背景和人口事件如何影响疾病和表型的遗传决定因素的理解，有可能推进个性化精准医疗。” More information: Xiangping Li et al, Evolutionary history and biological adaptation of Han Chinese people on the Mongolian Plateau, hLife (2024). DOI: 10.1016/j.hlife.2024.04.005