巴西亚马逊人群线粒体基因组研究揭示土著单倍群表征不足的遗传学挑战

【字体: 时间:2025年05月31日 来源:Communications Biology 5.2

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  针对全球基因组数据库中非欧裔群体数据缺失问题,巴西研究团队通过157例亚马逊人群完整线粒体基因组(mitogenome)测序,揭示土著单倍群(A-D/X)存在显著表征不足(平均置信度0.89 vs 欧洲0.95),发现潜在新单倍群簇,为美洲人群遗传史和疾病研究提供关键数据。成果发表于《Communications Biology》。

  

在人类遗传学研究领域,线粒体DNA(mtDNA)因其母系遗传特性和高突变率,一直是追溯人群迁徙历史的重要工具。然而当前全球基因组数据库存在严重的"欧洲中心主义"偏倚——据2024年数据显示,90%的基因组研究基于欧洲裔样本,而拉丁美洲混血人群仅占0.34%。这种不平衡在亚马逊流域土著群体中尤为突出,他们的线粒体单倍群(haplogroup)数据几乎从主流数据库如1000 Genomes(1000G)和PhyloTree中缺席,导致遗传溯源、疾病关联研究乃至法医学应用都面临重大障碍。

巴西联邦大学等机构的研究团队在《Communications Biology》发表的研究,首次系统分析了157例巴西亚马逊混血人群的完整线粒体基因组(mitogenome)。这些样本来自两项前期研究:33例麻风病患者与37例对照,以及45例帕金森病患者与42例对照。研究人员采用FastQC和MultiQC进行质控,BWA比对rCRS参考序列,通过HaploGrep3基于PhyloTree v17进行单倍群分型,并构建最大简约法(Maximum Parsimony)系统发育树。

结果部分呈现三个关键发现:

1. 遗传组成特征
样本中64.97%为土著单倍群(A/B/C/D),显著高于非洲(28.03%)和欧洲(7%)来源。优势单倍群A2、B2、C的分布与秘鲁等美洲混血人群相似,但通过主成分分析(PCA)发现亚马逊人群处于全球五大遗传簇的中间位置,反映其复杂的殖民混血历史。

2. 单倍群鉴定困境
土著单倍群的HaploGrep3平均置信度仅0.89,显著低于欧洲单倍群(0.95)。24例A2样本中,41.67%缺失关键标记突变8027A,37.5%缺失16111T;21例B2样本全部缺失15535T突变。系统发育树显示C与C1单倍群样本形成混合分支,暗示当前PhyloTree对亚马逊特异性变异的覆盖不足。

3. 潜在新单倍群证据
热图分析发现三个A2样本共享9096C/10463G/15951G等独有变异;六个C样本携带C1d特征突变(1888A/15930A)却未被正确归类。这些"异常"簇可能代表未被描述的地方性单倍群。

结论与讨论
该研究首次揭示:1)现有工具对亚马逊土著单倍群的识别误差源于参考数据库的严重偏倚(EMPOP中巴西样本仅8例);2)7028T突变在多种单倍群中的高频出现(23例)提示其或是地区适应性标记;3)样本与非洲裔群体遗传距离最近(Fst=0.08),印证了跨大西洋奴隶贸易的遗传印记。

这项研究为纠正全球基因组不平等提供了实证:当使用欧洲中心数据库时,每10个亚马逊土著样本就有1个可能被错误分类。研究者呼吁建立拉丁美洲专属基因组计划(如PoblAr、Urugenomes),这对精准医学和土著健康权益保障具有双重意义。正如作者Andrea Ribeiro-dos-Santos强调:"线粒体不是历史的沉默旁观者——当我们在数据库中沉默某些群体时,我们正在改写整个人类的遗传叙事。"

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