最新一期《生物信息學簡報》在線發(fā)表復(fù)旦大學教授徐書華團隊的研究成果。該團隊提出一種推斷人群性別偏向性混合歷史的新方法——MultiWaverX，并應(yīng)用該方法分析和重構(gòu)了中亞、中東及美洲大陸17個人群的性別偏向性基因交流歷史。

性別偏向性廣泛存在于人群基因交流過程中，即特定祖源的男女遺傳貢獻存在差異。性別偏向性混合研究對了解人群形成和演化歷程、理解現(xiàn)代人類遺傳差異以及指導醫(yī)學研究都有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

“受限于分析方法，人群演化歷史上錯綜復(fù)雜的基因交流中存在的性別偏向性長期以來未得到充分研究，特別是一些經(jīng)歷過多次而復(fù)雜基因交流歷史的人群，曾經(jīng)發(fā)生的不同方向的性別偏向混合往往被忽視。”徐書華表示，“MultiWaverX的提出，在很大程度上為這些問題的解決提供了新方法和新思路。”

MultiWaverX是在該團隊前期提出的算法MultiWaver基本模型和方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，特別是植入了性別偏向性混合歷史推斷模塊。相比于傳統(tǒng)方法，MultiWaverX可準確地估計混合波數(shù)以及每波混合事件的混合時間、混合比例和性別偏向性混合參數(shù)，為后續(xù)性別偏向混合歷史的精細化重構(gòu)打下基礎(chǔ);同時，該方法充分利用常染色體與X染色體共享歷史事件的規(guī)律，通過數(shù)據(jù)量相對更豐富的常染色體推斷人群混合模式，進而估計性別偏向性參數(shù)，可有效克服由于X染色體較短，數(shù)據(jù)量較小帶來的模型推斷不穩(wěn)定的缺陷。

系統(tǒng)的模擬驗證數(shù)據(jù)表明，MultiWaverX在不同混合模式下估計性別偏向性參數(shù)均有較高的準確性，在應(yīng)對各類數(shù)據(jù)噪聲時也表現(xiàn)出一定的穩(wěn)健性。

研究團隊依據(jù)混合過程中特定祖先人群男性貢獻比例的變化趨勢，進一步將性別偏向性混合模型歸納為穩(wěn)定、增強、減弱、波動、抵消五種模型。在分析實際數(shù)據(jù)時，研究者發(fā)現(xiàn)中國西北少數(shù)民族哈薩克族是該混合模型的代表人群。

哈薩克族主要居住于中國西北地區(qū)，其主要遺傳成分來自東亞和歐洲祖先人群，且混合比例在常染色體和X染色體水平上均為60：40，若使用傳統(tǒng)方法進行推斷，結(jié)果均為無性別偏向混合。而通過MultiWaverX分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)該人群呈現(xiàn)出早期歐洲男性為主(約3000年前)，近期東亞男性為主(約750年前)的兩波性別偏向性混合歷史。

研究人員選取全球典型混合人群分布區(qū)域，中亞、中東以及美洲大陸為例，分別解析其性別偏向性混合歷史，重構(gòu)了全球人群性別偏向混合圖譜。發(fā)現(xiàn)地理大發(fā)現(xiàn)、新航路開辟及跨大西洋奴隸貿(mào)易的興起，大洲之間相對孤立的狀態(tài)進一步被打破。這些歷史事件對現(xiàn)代人類性別偏向性混合產(chǎn)生了深遠的影響，MultiWaverX的提出，也為進一步解析世界人群遺傳多樣性形成和演化機制提供了新的思路。

中科院上海營養(yǎng)與健康研究所博士研究生張瑞、北京交通大學數(shù)學與統(tǒng)計學院副教授倪旭敏、國科大畢業(yè)生苑鍇博士為該論文共同第一作者。復(fù)旦大學生命科學學院、附屬中山醫(yī)院、人類表型組研究院為通訊單位。(記者 王春)

關(guān)鍵詞： 性別偏向混合 性別偏向性研究新方法 性別偏向性基因交流史 性別偏向性