新石器时代古基因组中本地祖源推断方法的基准测试与自然选择信号检测

《Molecular Biology and Evolution》：Local ancestry inference identifies robust evidence of selection in Neolithic Europe

　　

摘要

在欧洲新石器时代，迁徙的安纳托利亚农民与当地狩猎采集者发生了基因混合，这与饮食、环境和生活方式的重大转变相重合，这些转变施加了强烈的选择压力。本地祖源推断被广泛用于检测基因混合后的选择，但大多数方法是在现代人群上开发和验证的。它们在古 DNA 中的表现——其中参考面板更小、数据更稀疏、基因混合更古老——仍未解决。我们对 176 个插补后的新石器时代基因组上的八种本地祖源推断方法进行了基准测试。虽然个体水平的祖源估计在方法之间高度相关，但推断的祖源片段长度和基因混合时间估计值相差一个数量级。总体而言，我们推荐 Gnomix 或 RFMix 用于一般用途。我们还调查了使用 LAI 检测自然选择的能力。整合跨方法的结果并在跨方法和两个独立数据集（n=378 和 1,121）中进行复制，我们在 FADS1/2 处鉴定出一个稳健的祖源偏差，这与代谢适应一致。我们还鉴定出 IRAK4（先天免疫）作为一个候选位点，但方法之间的信号一致性较低。最后，我们重复了之前关于 HLA 处狩猎采集者祖源过剩的报告，但这些结果在方法之间不一致，并表明它们可能受到本地祖源推断偏差的影响。我们的发现表明，虽然本地祖源推断在古基因组中恢复了具有生物学意义的信号，但结果可能对推断所用的方法敏感，特别是在 HLA 等复杂区域。方法选择对推断的祖源模式和选择信号有关键影响，这强调了多方法验证的重要性。