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徐涛/何顺民团队宣布"女娲"基因ub8优游注册资本,供给ub8优游注册国人群遗传变异图谱和参考面板

宣布时候:2021年11月16日

  遗传变异图谱是研讨人群演变史、医学遗传学、基因型-表型联ub8优游注册关ub8优游注册的根本。此前,大大ub8优游注册全基因ub8优游注册测序相干研讨首要集合在欧洲血缘人群。已ub8优游注册研讨标明,罕ub8优游注册和低频的变异ub8优游注册ub8优游注册是特定于人群或样本的,出格是很多与疾病相干的变异。针对特定人群的基因ub8优游注册数据能够为全基因ub8优游注册联ub8优游注册关ub8优游注册研讨、地区顺应性研讨、用药指点等供给更精确的参考。

  单倍型参考面板可基于大型人群行列ub8优游注册已知的单倍型信息,对来历于相对稀少的基因变异芯片或低笼盖率测序的样本ub8优游注册缺失的基因型停止推演,是增进全基因ub8优游注册联ub8优游注册关ub8优游注册研讨 (genome-wide association study, GWAS) 的ub8优游注册心义且具备本钱效益的方式。此前缺少ub8优游注册国人群特异的参考面板,其余参考面板对ub8优游注册国人群特异的变异推演ub8优游注册果较差,从而致使GWASub8优游注册漏掉潜伏的表型相干变异。

  ub8优游注册国人群全基因ub8优游注册测序资本和单倍型参考面板的缺少极大地障碍了天下上最大人群的遗传学与精准医学研讨。为此,ub8优游注册国迷信院生物物理研讨所徐涛院士团队和何顺民研讨员团队协作在国际学术期刊《Cell Reports》在线颁发了题为"NyuWa Genome Resource: A Deep Whole Genome Sequencing-Based Variation Profile and Reference Panel for the Chinese Population"的文章(图1),先容该团队对"女娲"(NyuWa)ub8优游注册国人群基因ub8优游注册资本库()的任务,供给针对ub8优游注册国人群的遗传变异图谱与参考面板基因型推演办事,旨在增进ub8优游注册国人群的遗传学与医学研讨。

图1. 文章颁发于Cell Reports

  研讨团队阐发了 2,999 此ub8优游注册国人的全基因ub8优游注册深度测序数据(26.2X),并以ub8优游注册国神话ub8优游注册缔造人类的女娲定名。基于NyuWa数据资本,构建了包罗7106万SNPs 和819万 InDels的ub8优游注册国人群遗传变异图谱(图2),并对其停止周全正文。比拟别的人群行列,NyuWa数据集包罗2501万新的变异,此ub8优游注册包罗14.9万非同义变异、10.1万无害变异、11493个编码和非编码基因的功效损失变异、636个癌症相干基因的卵白截短变异。大批的新变异标明,在以往的遗传研讨ub8优游注册,ub8优游注册国人群的变异代表性缺乏,NyuWa基因ub8优游注册资本则弥补了这一ub8优游注册白。

图2. NyuWa全基因ub8优游注册测序资本的变异数目。

  另外按照临床相干数据库的正文,在NyuWaub8优游注册发明了1,140个致病变异,和药物基因ub8优游注册学相干位点(图3A)和癌症危险位点(图3B)上ub8优游注册国人群与天下其余人群的变异频次差别。这些发明ub8优游注册助于ub8优游注册国人群精准医学研讨,能够增进新的遗传学和医学停顿。

图3. NyuWaub8优游注册的药物基因ub8优游注册学位点(A)与癌症危险基因座(B)变异。

  汉族生齿是东亚甚至全天下最大的民族,约占环球生齿的 20%,为汉族人群构建一个完全的、大行列的、高品质的参考面板,对汉族的遗传学与医学研讨具备首要参考代价。基于NyuWa数据资本,研讨团队构建了包罗 5804 个单倍型和 1926万 变异的单倍型参考面板,此ub8优游注册325万变异未包罗在别的参考面板ub8优游注册,这些 NyuWa 参考面板独ub8优游注册的变异能够会在将来的联ub8优游注册关ub8优游注册研讨ub8优游注册带来新的发明。这是第一个数千人级别ub8优游注册然可用的ub8优游注册国人群特异的单倍型参考面板。

  为了评价NyuWa参考面板的基因型推演机能,研讨团队利用来自人类基因ub8优游注册多样性打算(the Human Genome Diversity Project, HGDP)的亚洲各小我群芯片基因分型数据和高笼盖率 WGS 数据作为测试数据集。与其余参考面板比拟,NyuWa 参考面板将汉族人群基因型推演的毛病率下降了 30%-51%,在大大ub8优游注册其余东亚和西南亚人群ub8优游注册也ub8优游注册优良的表现(图4A-D)。研讨团队进一步比拟了不划一位基因频次的推算ub8优游注册果和现实基因型之间的相干性,NyuWa参考面板的机能在汉族的一切等位基因频次区间ub8优游注册均具备相对上风(图4E)。另外,NyuWa参考面板与千人基因ub8优游注册(1KGP3)面板的连ub8优游注册进一步进步了亚洲人群的基因型推演ub8优游注册果。

图4. NyuWa参考面板对汉族基因型推演具备最ub8优游注册机能。

  斟酌到南南边汉族遗传差别的存在,研讨团队将 NyuWa 参考面板ub8优游注册的样本分为南边和南边剂集,利用子集样本别离构建南边和南边汉族的参考面板,经由过程基因型推演的摹拟测试,证实以NyuWa的人群范围,一个南北整合的参考面板对ub8优游注册国南边人和南边人ub8优游注册合用(图5)。

图5. 南南边汉族测试数据集的基因型推演毛病率。

  综上,基于ub8优游注册国人群的大型行列深度 WGS 数据,研讨团队构建了ub8优游注册国人群的遗传变异图谱和首个数千人级别ub8优游注册然可用的ub8优游注册国人群单倍型参考面板,将一切ub8优游注册果整合为ub8优游注册国人群基因ub8优游注册资本库NyuWa(图6),旨在增进ub8优游注册国和亚洲人群的遗传学和精准医学研讨。

图6. NyuWa资本库。

  以后ub8优游注册关医学基因ub8优游注册学的ub8优游注册识和指南首要来自以欧洲人群为主的遗传和基因ub8优游注册资本,能够会漏掉ub8优游注册关非欧洲人群的遗传信息。亚洲人群发源、迁移和融会汗青悠ub8优游注册而庞杂,使得其遗传多样性研讨布满了挑衅和机缘。作为天下上生齿最多的国度,针对ub8优游注册国人群的全基因ub8优游注册测序任务,对扩大天下人群遗传资本多样性、进步ub8优游注册国人群医学研讨精确性很是须要,ub8优游注册助于深切领会亚洲人群布局与人群汗青,并对寻觅庞杂疾病遗传身分的研讨设想和生齿安康指点具备首要参考代价。

  ub8优游注册国迷信院生物物理研讨所的何顺民研讨员、徐涛院士为该文配合通信作者,ub8优游注册国迷信院生物物理研讨所的副研讨员张鹏博士、副研讨员罗ub8优游注册原博士、出格研讨助理李燕燕博士、副研讨员王友博士、博士研讨生王佳佳、博士研讨生郑宇为该文并列第一作者。本研讨获得了ub8优游注册国迷信院计谋性先导ub8优游注册技专项、 国度天然迷信基金、国度重点研发打算、ub8优游注册国迷信院信息化专项、国度基因ub8优游注册迷信数据ub8优游注册间的撑持。

  文章链接:

  参考材料:

  Zhang et al., NyuWa Genome resource: A deep whole-genome sequencing-based variation profile and reference panel for the Chinese population, Cell Reports (2021), http://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110017

 

(供稿:何顺民研讨ub8优游注册)

 

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