PLoS Genetics：开发分析种群遗传混合的新方法

　　

HSE统计与计算基因组学国际实验室的研究人员与他们的国际同事一起提出了一种分析种群混合的新的统计方法，使更准确地确定迁移波的时间和数量成为可能。哥伦比亚人和墨西哥人(美洲原住民、西班牙人和非洲人的后裔)的历史上有两段融合的历史，分别发生在350年前和200年前，哥伦比亚人则是400年前和100年前。研究结果发表在《公共科学图书馆·遗传学》杂志上。

1953年，弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和詹姆斯·沃森(James Watson)破译了DNA的结构，他们宣布“发现了生命的秘密”。事实上，地球上所有的生命都是通过不断的细胞分裂和遗传物质的复制来繁殖的。DNA是代代相传的，人类基因组是由不同时代的祖先基因片段拼接而成的。为了了解现代人类基因多样性的起源，有必要研究种群的历史:我们的祖先在哪里生活，何时和何处迁移，何时和如何混合。

人口混合的历史可以通过分析人类遗传变异之间的联系来揭示。我们的基因组有来自父母的遗传物质;然后，我们将新的基因变异组合，即由我们父母的基因组组成的“马赛克”传递给我们的后代。这种现象被称为重组。

例如，一个西班牙母亲和一个印第安美国父亲将有一个孩子有一组西班牙和一组美国染色体。反过来，他们的孩子将把一组染色体传给后代，其中包括西班牙和美国血统的组合(第二组染色体将从父母的另一方继承)。这些部分的起源可以由特定人群的典型遗传变异序列确定。在每一代新的基因中，重组将越来越多地混合不同起源的片段，打破这些典型的基因序列。随着时间的推移，它们会分解，最终相互混合。

因此，通过计算染色体不同部分的遗传变异之间的相关性，并分析它们之间联系的强度，我们就可以知道种群混合发生在多少代以前。

早期分析种群遗传混合的方法能够估计最后一次混合事件的时间。该算法基于遗传变异对之间的连接强度分析。HSE统计与计算基因组学国际实验室的研究人员及其国际同事提出了分析三重变异的建议。这种统计方法使建立更复杂的种群混合情景模型成为可能，例如，确定两种混合情景，并确定它们在多少代以前发生过。

“让我们想象一下，载着欧洲定居者的船只第一次登陆美洲海岸。欧洲人开始探索新的领土，并与美洲土著人口混合。然而，几代人之后，更多的欧洲船只到达了美国。“我们的方法让我们看到，在不同的时期，有两波重新安置的浪潮，两段混合的时期，”该文章的合著者、实验室的研究助理和MIEM学生米哈伊尔·希什金解释说。

作为一个例子，这篇论文的作者分析了来自1000基因组基因数据库的哥伦比亚人和墨西哥人的遗传样本。这两个族群都是印第安人、西班牙人和非洲人混合而成。结果表明，两个种群的历史上都出现了两次混合浪潮，墨西哥人在13代和8代(350年和200年)前，哥伦比亚人在15代和4代(400年和100年)前。 

“我们的方法需要大量的数据——如果早期的算法需要几十个样本，那么我们需要数百个。”今天我们可以得到它们。在我们的案例中，我们使用了1000基因组计划的基因数据库。HSE大学统计与计算基因组学国际实验室主任Vladimir Shchur说:“在过去的10年里，基因组测序和数据处理的可能性已经显著扩大，因此可用样本的数量不再限制我们。”

文章标题

Estimating the timing of multiple admixture events using 3-locus linkage disequilibrium