來自中科院上海生科院計算生物學(xué)所，國家人類基因組南方研究中心，哈佛兒科醫(yī)院的研究人員發(fā)表了題為“Genome-Wide Detection of Natural Selection in African Americans Pre-and Post-Admixture”的文章，利用全基因組數(shù)據(jù)，分析了典型的近期混合人群，從而建立了檢測現(xiàn)代人群經(jīng)歷大規(guī)模基因交流前后受到環(huán)境壓力下的自然選擇信號的分析方法，相關(guān)成果公布在學(xué)術(shù)期刊《Genome Research》上。

這項研究由計算生物學(xué)所博士生靳文菲在導(dǎo)師金力教授和徐書華研究員的共同指導(dǎo)下完成，得到了國家自然科學(xué)基金委、上海市科委、中國科學(xué)院、德國馬普學(xué)會、香港王寬誠教育基金會等多項基金的資助。通訊作者是金力教授。
生物的進化不是的，朝任何一個方向的發(fā)展都會付出代價。從某種程度上講，發(fā)生在今天人們身上的各種疾病就是進化過程中人類適應(yīng)生存環(huán)境的一些副產(chǎn)物或者必然產(chǎn)物。研究現(xiàn)代人類的環(huán)境適應(yīng)（或者自然對人類的選擇），有助于了解基因?qū)π誀畹挠绊懀⑦z傳變異與表型變異之間的相互關(guān)系，闡明復(fù)雜性狀（疾病）的分子與遺傳基礎(chǔ)，從而對深入了解疾病發(fā)生的生物學(xué)機制和制定有效治療方案和開發(fā)藥物具有指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。

自然選擇不僅發(fā)生在幾萬或幾十萬年前現(xiàn)代人類的祖先向地球的每一個角落探索和遷移的過程中，在近期的人群遷移和基因交流過程中也會發(fā)生。混合人群一般是由彼此隔離分化的祖先人群在近期大規(guī)模基因交流產(chǎn)生。隔離分化幾萬年的人群，從原世居地遷移到數(shù)千里之隔的新地域，在近期彼此接觸、交流形成新人群。新建立的人群在遺傳結(jié)構(gòu)上顯著不同于其祖先人群，并且在新居住地新的環(huán)境中經(jīng)歷了上十個世代的適應(yīng)性演變，成為研究現(xiàn)代人類適應(yīng)新環(huán)境可遇而不可求的天然素材。在這篇文章中，研究人員利用全基因組數(shù)據(jù)對典型的近期混合人群——美國黑人進行了研究，發(fā)現(xiàn)其在混合前后受到了明顯的自然選擇。該研究建立了一種檢測自然選擇的新方法，不但檢測到的信號更為可靠，并能很好的解釋美國黑人經(jīng)歷的歷史和自然環(huán)境的變遷。

研究發(fā)現(xiàn)，很多受自然選擇的基因與美國黑人的高發(fā)疾病相關(guān)，推測這些高發(fā)性疾病可能和美國黑人的非洲祖先zui近經(jīng)歷的巨大環(huán)境變化有關(guān)。另外，該研究還發(fā)現(xiàn)，很多抵抗瘧疾的等位基因頻率在美國黑人中明顯降低，反映了北美和非洲的不同病原體在人類基因組中留下了顯著的但不同的烙印。同時也提示人類生存環(huán)境中的微生物群落和體內(nèi)的病原體可能是自然選擇發(fā)生的重要推動力之一。
這項研究建立了檢測現(xiàn)代人群經(jīng)歷大規(guī)模基因交流前后受到環(huán)境壓力下的自然選擇信號的分析方法，研究結(jié)果對于認識現(xiàn)代人類與環(huán)境因素相互作用、適應(yīng)生存環(huán)境以及基因組進化機制具有重要意義。

金立教授研究組今年還提出了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新假說，他們提出東亞人群的擴張造成的食物需求可能是農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的主要動因，而農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展進一步推動了人群的繼續(xù)擴張。

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