客观日本

亚洲64个国家200多个种群的全基因组突变信息,可作为基因组医学研究的基础

2019年12月11日 生物医药

日本国立国际医疗研究中心基因组医科学项目组长德永胜士与特任研究员Seik Soon Khor等人参加的由亚洲64个国家合作组成的国际联合研究团队GenomeAsia100K Consortium,针对亚洲不同人类种群的基因组样本,解析了1,739人的全基因组序列并公布了解析结果。此次的成果有望作为亚洲今后的基因组医学研究的基础。相关研究结果已于2019年12月5日发布在国际科学期刊《自然》上。

要想在世界各地有效开展疾病的遗传研究,需要对人类种群进行研究。为此,必须有欧洲以外各地区人类种群的全基因组突变的参考数据,通过利用各研究实施的全基因组序列解析完善各地区种群的参考数据,可以开展疾病相关的研究。也就是说,通过利用适合种群的SNP阵列进行全基因组关联分析,能有效确定疾病相关的基因。

这项国际联合研究计划最终解析10万名亚洲人的全基因组序列。此次作为第一阶段,从居住在亚洲64个国家的200多个种群获得了1,739人的基因组样本,并实施全基因组序列解析,制作了基因组突变的参考数据。今后预定在GenomeAsia100K Consortium的官网和European Genome-phenome Archive的官网(accession number EGAS00001002921)上公开。

对于通过本次研究获得的数据,研究团队还利用种群遗传学方法推测了人类进化史上最近发生的自然淘汰,并推算了种群的结构和历史。图1是连同非洲和欧洲的代表性种群的数据一起进行解析的结果,可以看出,印度人、马来西亚人和印度尼西亚人拥有多个祖先种群等。图2是对亚洲北部各种群的遗传关系进行分析的结果,可以看出大致分成两组,分别是包括日本人在内的东北亚群组以及由极北地区的各种群和北美原住民组成的群组。除此之外,居住在印度、马来西亚和菲律宾的尼格利陀人与各自的邻近种群在遗传上有亲缘关系,因此研究团队推测,他们存在的共同特征是适应环境的结果。另外还确认,作为亚洲古人类的丹尼索瓦人的遗传特征强烈保留在了美拉尼西亚人等种群的体内。

亚洲64个国家200多个种群的全基因组突变信息,可作为基因组医学研究的基础

图1:亚洲各种群及非洲人和欧洲人的遗传组成分析结果

亚洲64个国家200多个种群的全基因组突变信息,可作为基因组医学研究的基础

图2:东北亚各种群的遗传亲缘关系

另一方面,在本次研究检测到的基因组突变中,研究团队着眼于改变蛋白质氨基酸序列的突变,发现有23%是未录入公共数据库的新突变,以0.1%以上的频率检测到的突变约达到19万5千个。这些突变被认为在亚洲的特定种群中以相对较高的频率存在,今后查清其医学意义备受期待。

另外,在作为遗传病的致病突变录入公共数据库的突变中,还发现了虽然在欧洲种群中很罕见,但在亚洲种群中高频存在的突变例子,这些突变被认为与遗传病没有实际关系。此外,如图3所示,还调查了被报告与各种药物的副作用有关的基因突变分布,获得很多有趣的信息,比如在亚洲各种群中也存在显著的种群差异等。GenomeAsia100K Consortium今后计划实施更大规模的亚洲种群全基因组序列解析研究,为推进基因组医学研究做贡献。

亚洲64个国家200多个种群的全基因组突变信息,可作为基因组医学研究的基础

图3:根据基因组突变数据预测8种药物在各种群出现副作用的频率
颜色越接近红色,相应药物预测的副作用发生频率越高。

发表论文
期刊:《自然》
题目:The GenomeAsia 100K Project: Enabling Genetic Discoveries Across Asia

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文:JST客观日本编辑部翻译整理