首個(gè)中國(guó)人群專屬的泛基因組參考圖譜發(fā)布（引題）

人類基因“導(dǎo)航圖”有了“中國(guó)版”（主題）

(資料圖片僅供參考)

我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成的人群基因組研究首登《自然》（副題）

解放日?qǐng)?bào)記者 黃海華

20年前，“人類基因組計(jì)劃”完成了對(duì)人類基因組30億個(gè)堿基對(duì)的測(cè)序。中國(guó)作為其中唯一的發(fā)展中國(guó)家承擔(dān)了1%的測(cè)序任務(wù)。從此，“人類參考基因組”成為人類遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的遺傳密碼“導(dǎo)航圖”。

20年后，這張基因“導(dǎo)航圖”有了中國(guó)制造的“中國(guó)版”，首個(gè)中國(guó)人群專屬的泛基因組參考圖譜發(fā)布。日前，復(fù)旦大學(xué)、西安交大、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院等26家單位在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上聯(lián)合發(fā)布相關(guān)成果。這是我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成的人群基因組研究首次發(fā)表在《自然》。

悠久的人群歷史、豐富的地理氣候環(huán)境，塑造了中華民族獨(dú)特的遺傳多樣性。2021年1月，復(fù)旦大學(xué)教授徐書華、西安交通大學(xué)教授葉凱聯(lián)合國(guó)內(nèi)26家單位發(fā)起了中國(guó)人群泛基因組聯(lián)盟，旨在形成我國(guó)自主可控的人類基因組資源與核心技術(shù)，服務(wù)人民生命健康。聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)對(duì)涵蓋中國(guó)36個(gè)族群的58個(gè)樣本進(jìn)行了深度測(cè)序和高質(zhì)量分析，構(gòu)建了首個(gè)高質(zhì)量中國(guó)人群參考泛基因組。

多維視角的“中國(guó)版導(dǎo)航圖”

基因在什么位置？如何排列？相比過去“一維線性”的人類參考基因組，此次提供的“中國(guó)版導(dǎo)航圖”升級(jí)為“多維”。

徐書華告訴記者，人類的基因片段有多樣性特征，以往的“導(dǎo)航圖”只提取其中一部分特征，不僅相對(duì)“簡(jiǎn)單粗暴”，還缺失了許多關(guān)鍵遺傳信息。“中國(guó)版導(dǎo)航圖”從每個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)了將近70兆在傳統(tǒng)參考基因組漏缺的新基因序列。“人類有23對(duì)染色體，最大的約250兆，最小的約47兆。這70兆的遺傳信息量不小，可能蘊(yùn)含了科學(xué)家一直在尋找的肝癌、肺癌、Ⅱ型糖尿病、精神分裂癥等復(fù)雜疾病的遺傳基礎(chǔ)。”

這項(xiàng)研究初步構(gòu)建了我國(guó)人群的泛基因組參考圖譜，發(fā)現(xiàn)了在人類通用參考基因組上缺失的約1.9億個(gè)堿基對(duì)的參考序列。不同于“線性導(dǎo)航圖”主要考慮核心共有的基因序列，“中國(guó)版導(dǎo)航圖”綜合考慮了個(gè)性化的基因序列，這正是“泛基因組”的內(nèi)涵，有了更多維的視角。這對(duì)于重構(gòu)人類演化歷程、挽回“丟失的遺傳率”，具有巨大的潛在價(jià)值。

展現(xiàn)過去20年的科研積淀

“您的身上可能有大約1%尼安德特人的基因序列，大約5‰丹尼索瓦人的基因序列。”徐書華告訴記者，此次“中國(guó)版導(dǎo)航圖”有些有趣的發(fā)現(xiàn)或印證。

比如，中國(guó)人的基因序列中有些并不是來自直系祖先，而是來自已經(jīng)滅絕的尼安德特人或丹尼索瓦人或其他古人類。“這可能是3萬年前亞洲人的祖先與之有過交集，并留存了后代。”徐書華說，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這些基因序列進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，它們竟然與我們的指甲頭發(fā)的發(fā)育、紫外線輻射應(yīng)激、DNA修復(fù)、免疫反應(yīng)甚至壽命等相關(guān)。

“這反映了我們的基因組中可能仍有大片有價(jià)值的礦藏尚未得到充分開采。”論文共同作者、中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)金力說。

此次“中國(guó)版導(dǎo)航圖”新鑒定了約580萬個(gè)點(diǎn)突變或小變異以及3.4萬個(gè)結(jié)構(gòu)變異，涉及至少1367個(gè)蛋白質(zhì)編碼的基因序列。“我想強(qiáng)調(diào)的是，基因組結(jié)構(gòu)變異大概是生物進(jìn)化中從微觀到宏觀演變的關(guān)鍵遺傳基礎(chǔ)，也是最有可能連接漸變到躍變這個(gè)‘鴻溝’的進(jìn)化密碼。我相信，通過對(duì)基因組結(jié)構(gòu)變異的高精度解析，不但能大幅提升‘基因型—表型’關(guān)聯(lián)分析的功效，而且有可能最終幫助我們理解生命演化中重要性狀和功能產(chǎn)生的遺傳基礎(chǔ)和分子機(jī)制。”金力說。

從承擔(dān)人類基因組計(jì)劃“1%”的測(cè)序任務(wù)，到中國(guó)人群泛基因組圖譜“100%”由中國(guó)科學(xué)家完成，這展現(xiàn)了中國(guó)生命科學(xué)尤其是基因組學(xué)在過去20年間的科研積淀和歷史性跨越。

徐書華介紹，“中國(guó)版導(dǎo)航圖”雖然是一個(gè)純粹的基礎(chǔ)研究，但一經(jīng)發(fā)布立即可用，所有和基因相關(guān)的科學(xué)研究，比如人類遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物基因組學(xué)等都能以此為參照。“這是純公益的，我們正在進(jìn)一步提升算法和優(yōu)化參考圖質(zhì)量，希望未來可達(dá)成‘一鍵式’生成‘導(dǎo)航’結(jié)果。”

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