首个藏族人群高质量参考基因组发布

图为ZF1基因组的质量评价和结构变异分析。中国科学院昆明动物研究所照片

记者从中国科学院昆明动物研究所了解到，经过两年多的联合研究，该研究所的苏冰研究组、西藏大学乌珠罗卜教授和崔鹰巢教授的研究组、上海营养与健康研究所许淑华教授的研究组、青海高原医学科学院吴天一教授的研究组共同发布了第一个高质量的藏族参考基因组。基因组系统已用于分析西藏人群全基因组结构变异元素数据集。该结果最近发表在《国家科学评论》杂志的网络版上。

高原藏族人口对极端缺氧环境的适应是人类适应进化的一个典型例子，受到广泛关注。过去，青藏高原适应的遗传分析主要集中在基于第二代短读和长测序数据的单核苷酸变异体(SnV)的研究上，发现了与青藏高原适应相关的两个关键基因EPAS1和EGLN1，这解释了青藏高原人群血红蛋白浓度较低的适应表型。然而，除血红蛋白浓度外，其他青藏高原适应特征(如较高的通气量、较低的肺动脉压等)。)不能用社交网站来解释。

众所周知，基因组中的大规模结构变异可能影响染色质空和基因表达调控之间的结构，也可能与疾病和进化表型有关。然而，西藏基因组中的SVs是否有助于高原适应，只有在EPAS1基因下游缺失一个大片段，缺乏全基因组水平上对SVs的系统研究的情况下才有报道。

为了系统分析藏族人群的全基因组SVs，研究人员利用三代长阅读和长测序技术以及多种辅助组装技术，从零开始组装了高质量的藏族参考基因组(珠穆朗玛1号，ZF1)。该基因组是第一个使用长片段序列从零开始组装的高质量藏族参考基因组。与现有的人类参考基因组相比，它具有更好的序列连续性和完整性。

利用这个基因组，研究人员发现了17，900个发生在ZF1的SV，其中6，505个是ZF1不同于其他两个东亚人(HX1和AK1)的SV。功能富集分析表明，ZF1特异性SVs相关基因的功能在一个重要的缺氧途径——GTP ase活性调节途径中显著富集。通过进一步的群体分析，研究人员发现MKL1基因内含子缺失163bp，这在藏族和汉族人群中表现出显著的频率差异，并且与藏族人肺动脉压降低显著相关。

此外，研究人员系统地评估了西藏基因组中与古代人类(尼安德特人和杰尼索夫人)共享的基因片段，发现ZF1的共享片段比例(1.32%-1.53%)高于其他东亚个体的基因组。一个典型的例子是SCUBE2基因内含子上的662bp插入。分析表明，该插入物在藏人中富集，并与藏人的肺功能显著相关。

该研究结果将为今后青藏高原适应性的医学和进化研究提供重要的基础数据资源。