两篇Cell文章发布遗传突变重要新发现

2月14日公布于Cell杂志上的两篇文章，带来了关于人类进化遗传突变的重要新发现，研究人员利用一种动物模型，分析了帮助人类适应自然气候的多种基因突变，这代表着进化基因组学研究领域的一个决定性的转变……

　　

生物通报道：2月14日公布于Cell杂志上的两篇文章，带来了关于人类进化遗传突变的重要新发现，研究人员利用一种动物模型，分析了帮助人类适应自然气候的一个基因突变，并通过全基因组测序方法，还找到了随着时间的推移，可能出现的人类适应变化条件的上百种基因突变，这些发现将为我们了解人类生物学进化历史，以及现代出现的变异绘制一张路线图。

其中一篇文章的通讯作者是哈佛大学Broad研究院的Pardis Sabeti博士，她表示，“在我们的DNA中保留着古老的记录，能帮助我们了解哪些是我们生存所需的关键特征，譬如对抗传染病的抗性，对不同环境作出应答的新本领”，“这两项研究发现了两种有趣的人类适应性能力，并证明通过正确的全基因组扫描，能得到关于人类进化的新假说。”

Sabeti和她的研究组发现，一种之前曾报道过的基因突变：EDAR出现在约三万年前的中国中部，这一基因能增加基因工程小鼠中汗腺的数量，并且还具有一些之前未曾报道过的功能。

这一发现证明了这种动物模型能用于研究由人类遗传突变导致的可能生物学变化，而这个基因也与目前汉族人群汗腺数量有关，通过增加汗腺，EDAR突变也许帮助了人类适应了三万年前的潮湿气候。

在另外一篇文章中，研究人员根据来自千人基因组计划的数据，分析了人类整个基因组中出现的DNA序列突变，从中他们发现了随着时间的推移，可能出现的人类适应变化条件的上百种基因突变。其中之一是一种称为TLR5的基因突变，这种基因突变改变了细胞对细菌蛋白的免疫应答，这表明这种变异通过加强的了针对细菌感染的保护性，而具有优势。这项研究也绘制出了驱动近代人类进化的可能适应性突变的完整列表，这将为今后的研究打下基础。

（图片展示了单倍体分布情况以及370A地理起源的近似后验概率密度）

总之，这两项研究代表着进化基因组学研究领域的一个决定性的转变：从假设驱动（hypothesis-driven）转向了假说产生（hypothesis-generating)。通过从全基因组扫描测序进化到注释适应性突变，未来科学家们将能清楚阐述出进化的各种不同机制。

“这两项研究虽然是这一研究领域过去十年间的沉淀，但却是在基因组学技术获得重要突破后才获得，”Sabeti说，“我为基因组学研究在揭示人类进化历史方面所迸发出的绚烂光彩而感到震惊。”（生物通：张迪）

原文摘要：

Identifying Recent Adaptations in Large-Scale Genomic Data

Although several hundred regions of the human genome harbor signals of positive natural selection, few of the relevant adaptive traits and variants have been elucidated. Using full-genome sequence variation from the 1000 Genomes (1000G) Project and the composite of multiple signals (CMS) test, we investigated 412 candidate signals and leveraged functional annotation, protein structure modeling, epigenetics, and association studies to identify and extensively annotate candidate causal variants. The resulting catalog provides a tractable list for experimental follow-up; it includes 35 high-scoring nonsynonymous variants, 59 variants associated with expression levels of a nearby coding gene or lincRNA, and numerous variants associated with susceptibility to infectious disease and other phenotypes. We experimentally characterized one candidate nonsynonymous variant in Toll-like receptor 5 (TLR5) and show that it leads to altered NF-B signaling in response to bacterial flagellin.