中科院杰出人才新成果登Science新闻

　　

生物通报道：来自中科院昆明动物研究所的研究人员通过对乙醇脱氢酶第47位氨基酸多态性的研究发现，这一氨基酸突变在人群中的分布和起源时间与中国南方新石器早期水稻的驯化及其扩散的模式非常吻合，为了解新石器时代以来人群遗传结构的变迁以及自然选择的分子机制提供了新的证据。这一研究成果公布在1月20日出版的BMC Evolutionary Biology杂志上，同一天，Science杂志在其科学新闻栏目ScienceNow报道了这一研究。

领导这一研究的是昆明动物研究所比较基因组学实验室宿兵研究员，其早年毕业于武汉大学，之后于美国德克萨斯大学修斯顿人类遗传学中心进行博士后研究工作，目前任中国科学院昆明动物所研究员，细胞与分子进化重点实验室主任，是中科院杰出引进人才。参与这一研究的还包括博士研究生彭忆等人。

在人类进化的历史长河中，新石器时代标志着农业文明的出现和人类生活方式的巨大改变，特别是由于水稻和小麦等主要农作物的驯化所导致的人类食物结构的变化。

研究人员通过对乙醇脱氢酶第47位氨基酸多态性（ADH1B*47His）的研究发现，这一氨基酸突变在人群中的分布和起源时间与中国南方新石器早期水稻的驯化及其扩散的模式非常吻合。考古学研究已经证明，中国南方发酵大米和酿酒的历史可以追溯到水稻驯化的早期，即9000年以前。携带ADH1B*47His突变的乙醇脱氢酶代谢乙醇的能力是普通乙醇脱氢酶的100倍，这导致代谢中间体乙醛的大量积累。乙醛短时间大量积累会导致诸如脸红、眩晕等不良反应，会阻止饮用者过量食用从而减轻乙醇对身体的危害，但同时又能够利用大米经过发酵后（如米酒等食物）的较高营养价值。这种自然选择作用导致ADH1B*47His在过去1万年间随着水稻种植的扩散在东亚人群中迅速增加，在中国江浙地区接近100％。

该研究是目前报道的仅有的几个人类对食物变化分子适应的例子，为了解新石器时代以来人群遗传结构的变迁以及自然选择的分子机制提供了新的证据。

宿兵研究组成果颇丰，在09年，曾和英国牛津大学路德维格癌症研究所卢欣教授合作，发现了p53作用的新机理，他们发现在东亚人群中，p53基因第72位的序列变异(脯氨酸变为精氨酸)同纬度密切相关，即纬度越高，其所在纬度人群中精氨酸等位基因的频率越高。进一步的分析证实，这种相关性是由于不同纬度在冬季的气温差异造成的。该项研究成果不仅有助于了解人群遗传结构的适应机制，同时也将为癌症等人类重大疾病的流行病学研究提供重要的信息。

（生物通：万纹）

原文摘要：

The ADH1B Arg47His polymorphism in East Asian populations and expansion of rice domestication in history
Background

The emergence of agriculture about 10,000 years ago marks a dramatic change in human evolutionary history. The diet shift in agriculture societies might have a great impact on the genetic makeup of Neolithic human populations. The regionally restricted enrichment of the class I alcohol dehydrogenase sequence polymorphism (ADH1BArg47His) in southern China and the adjacent areas suggests Darwinian positive selection on this genetic locus during Neolithic time though the driving force is yet to be disclosed.

Results
We studied a total of 38 populations (2,275 individuals) including Han Chinese, Tibetan and other ethnic populations across China. The geographic distribution of the ADH1B*47His allele in these populations indicates a clear east-to-west cline, and it is dominant in south-eastern populations but rare in Tibetan populations. The molecular dating suggests that the emergence of the ADH1B*47His allele occurred about 10,000~7,000 years ago.

Conclusion
We present genetic evidence of selection on the ADH1BArg47His polymorphism caused by the emergence and expansion of rice domestication in East Asia. The geographic distribution of the ADH1B*47His allele in East Asia is consistent with the unearthed culture relic sites of rice domestication in China. The estimated origin time of ADH1B*47His allele in those populations coincides with the time of origin and expansion of Neolithic agriculture in southern China.

作者简介：

宿兵 , 中国科学院知识创新工程学科带头人，中科院“****”引进人才，理学博士，研究员，博士生导师；昆明动物所副所长；细胞与分子进化院重点实验室主任。从事灵长类比较基因组学、现代人类起源和迁徙以及人类智慧起源的遗传学机制研究。已在《Science 》、《Nature 》、《Nature Reviews Genetics 》、《PNAS 》、《American Journal of Human Genetics 》、《Genome Research 》《Human Molecular Genetics 》和《Molecular Biology and Evolution 》等国际核心刊物上发表论文60 余篇。

学习和研究经历：

1985.9－1989.7:本科，武汉大学生物系细胞生物学专业。

1991.9－1996.7: 博士，中国科学院昆明动物研究所（导师：施立明院士）。

1994.8－1995.2: 访问学生，美国加州大学圣地亚哥分校生物系。

1996.8－1997.8: 副研究员，中国科学院昆明动物研究所。

1997.9－2000.2: 博士后，美国德克萨斯大学修斯顿人类遗传学中心。

2000.3－2001.5: Research Fellow, 美国德克萨斯大学修斯顿人类遗传学中心。

2001.5－2004.10：美国辛辛那提大学基因组信息中心(Center for Genome Information) 助理教授

2001.9－至今：中国科学院昆明动物所研究员, 复旦大学客座教授

曾获奖励：

1996:中国科学院自然科学奖一等奖（第三完成人）项目名称：中国特有珍稀动物类群的细胞和分子进化。

1997:国家自然科学奖三等奖（第三完成人）项目名称：中国特有珍稀动物类群的细胞和分子进化。

2002: 云南省自然科学一等奖（第三完成人）滇金丝猴生物学研究

2003: 教育部科技进步一等将（第三完成人）东亚人群的起源和史前迁徙研究

2005 :云南省自然科学一等奖中国少数民族DNA 库的建立及应用研究


正在主持的科研项目：

1.中国科学院****（2001－2004）(2004 年终期评估获得优秀和追加经费支持)
2.国家高技术研究发展计划（863 计划）－云南具有疾病相关表型隔离人群遗传资源的收集和研究（2002－2004）
3.国家基金委面上项目--云南元谋新石器时代有群的古DNA及其源流研究（2004－2006）
4.云南省科委面上基金--Neuropsin基因的分子进化与灵长类认知起源的分子机制（2004－2006）
5.国家基金委主任基金－人类和非人灵长类大脑前额叶基因表达谱的比较及人类起源的遗传学机制研究(2004－2005）
6.中科院重要创新方向项目－基因组新结构和新功能发生的进化遗传学机制（2004－2006）
7.国家基金委杰出青年基金－人类起源的遗传学机制研究 （2006－2010）
8.国家基金委重点项目－灵长类大脑进化的遗传机制研究 （2007－2011）
9.科技部973 项目－非人灵长类动物克隆及治疗性克隆的机理研究（2006－2010）