• Tuesday June 18,2019

Kromosom X menandakan tempat itu, sekali lagi

Anonim

Beberapa hari yang lalu saya membincangkan kertas baru yang meneroka corak pemilihan semula jadi dalam genom kromosom X. Seperti yang anda ketahui, X adalah "dibawa" tidak seimbang oleh wanita, kerana lelaki hanya mempunyai satu salinan, jadi ia menawarkan tingkap yang menarik ke dalam dinamik evolusi (lihat Ratu Merah untuk rawatan yang popular). Dienekes hari ini menunjuk saya kepada makalah baru dalam Genome Biology yang memberi tumpuan pada kromosom X sekali lagi, Pencirian variasi genotypic SNP X-Linked dalam populasi manusia yang diedarkan secara global:

Latar Belakang
Corak transmisi kromosom X manusia mengurangkan saiz populasi berbanding autosom, subjeknya kepada pengaruh yang tidak seimbang oleh demografi wanita, dan meninggalkan mutasi yang berkaitan dengan X yang terdedah kepada pemilihan lelaki. Akibatnya, analisis variasi genomik yang berkaitan dengan X boleh memberikan pandangan tentang pengaruh demografi dan pemilihan genom manusia. Di sini kita mencirikan variasi genom yang diwakili oleh 16, 297 SNP berkaitan X genotyped dalam sampel projek kepelbagaian genom manusia CEPH.
Keputusan
Kami mendapati bahawa kromosom X cenderung lebih dibezakan antara populasi manusia berbanding autosom dengan beberapa pengecualian ketara. Perbandingan antara populasi yang jauh dari genetik juga menunjukkan kelebihan SNPs yang berkaitan dengan X dengan perbezaan kekerapan alel yang besar. Menggabungkan maklumat tentang SNP ini dengan hasil daripada ujian yang direka untuk mengesan penyapu selektif, kami mengenal pasti dua kawasan yang jelas keluar daripada kromosom X yang lain untuk struktur haplotype dan pengedaran frekuensi alel. Kami juga dapat menentukan dengan lebih mendalam sejauh mana geografi sesetengah penyapuan terpilih yang berkaitan dengan X.
Kesimpulan
Hubungan antara sejarah demografi lelaki dan perempuan mungkin menjadi rumit kerana bukti yang menyokong kesimpulan yang berbeza boleh didapati dalam dataset yang sama. Walaupun demografi mungkin menyumbang kepada lebihan SNP dengan perbezaan kekerapan alel yang besar yang diperhatikan pada kromosom X, kami percaya bahawa pemilihan sekurang-kurangnya bertanggungjawab sebahagiannya. Akhirnya, hasil kami mendedahkan kerumitan geografi pemilihan selektif pada kromosom X dan berhujah untuk penggunaan populasi yang pelbagai dalam kajian pemilihan.

Populasi kromosom X yang rendah dan kekuatan hanyut untuk menghasilkan lebih banyak perbezaan antara penduduk muncul dalam kertas ini lagi, seperti yang telah saya bahas pada beberapa hari yang lalu. Apa yang berlaku di sini adalah bahawa variasi yang bising tidak mempunyai arah tertentu, begitu variasi genetik rawak yang terkumpul dalam genom populasi yang berbeza akan cenderung berbeza. Lokus yang diberikan dalam populasi bercampur besar mungkin mempunyai banyak alel, 1, 2 .

a n, pada lokus tertentu. Jika anda membahagikan populasi ke dalam kumpulan kecil yang tidak lagi mempunyai hubungan, dan mengekalkan proporsi alel sama dengan populasi ibu bapa, frekuensi akan mula hanyut dalam arah yang berbeza. Kebarangkalian mana-mana alel, a, menetapkan hingga 100% adalah sama dalam semua populasi, tetapi populasi kemungkinan akan membetulkan alel yang berbeza. Ergo, mereka akan mula mempamerkan perbezaan antara perbezaan penduduk. Ini mudah digambarkan secara visual. Warna di bawah mewakili alel berbeza. Dalam populasi ibu bapa tiga alel ada pada 1/3, dan pada populasi anak perempuan awal mereka juga berada pada 1/3. Dari masa ke masa, satu nota bahawa dalam populasi kecil ini alel berbeza berbeza, dan varians antara populasi meningkat. Sekiranya kromosom X selalu diandaikan mempunyai saiz populasi yang lebih kecil, maka ia akan lebih kuat dibentuk oleh dinamika ini daripada autosom.



Dalam makalah ini mereka mengesahkan bahawa kromosom X menunjukkan lebih banyak antara varians populasi, lebih atau kurang. Jadual di bawah menggunakan kumpulan data HGDP dan kluster penduduk mengikut rantau untuk menghasilkan dalam dan antara statistik varians genetik populasi. Oleh kerana fonnya kecil, saya akan memberitahu anda secara umum ia mengesahkan bahawa kromosom X menunjukkan lebih banyak perbezaan antara populasi berbanding dengan genom autosomal apabila membandingkan antara benua, tetapi coraknya kurang jelas di benua, dan bagi populasi Asia Timur kromosom X sebenarnya kurang dibezakan daripada autosom.


Terdapat corak dalam data di sini, tetapi ia 'sedikit lebih kompleks dan tegak daripada penegasan bahawa X sentiasa lebih banyak variasi antara kumpulan populasi. Para pengarang dengan bijak menasihatkan dengan berhati-hati dalam pengumuman yang terlalu umum tentang sifat proses demografi akibat kesimpulan yang dibuat dari data genomik, karena kesimpulan ini mungkin sangat sensitif terhadap populasi.
Mereka juga tertanya-tanya sama ada kromosom X menunjukkan corak perbezaan substruktur genetik penduduk daripada autosom, jadi mereka membandingkan X dengan kromosom 16 menggunakan frappe. X adalah dua panel atas, kromosom 16 kedua kedua. Plot di bawah menunjukkan K = 7, iaitu, 7 kumpulan nenek moyang.


Populasi spesifik kurang relevan berbanding dengan kromosom X dan kromosom 16 seolah-olah mempamerkan corak yang sama. Terdapat beberapa perbezaan antara populasi, yang mungkin mencerminkan penghijrahan seks atau pengantaraan. Kelompok 7 K nampaknya memetakan ke 7 wilayah geografi, Afrika, Timur Tengah, Eropah, Asia Tengah, Asia Timur, Oceania, dan Amerika. Saya tidak boleh faham mengapa Hazara atau Uyghur akan lebih Asia Timur di X berbanding autosom dari sejarah. Khususnya dalam hal orang Hazara menganggap bahawa kumpulan ini yang ditiru berasal dari kawin orang Eurasia (Persia) Barat dan orang Asia Timur (Mongol) (sebaliknya Saberi). Mungkin terdapat batasan saiz sampel atau SNP dalam set data mereka.
Seterusnya mereka melihat perbezaan frekuensi allele sepasang, δ. Ringkasnya, perbezaan kekerapan alel yang lebih besar, semakin besar δ. Anggapan kami dahulu adalah bahawa akan terdapat lebih banyak keputusan δ pada X daripada autosomes. Ini betul, khususnya untuk pasangan Afrika dan bukan Afrika. Jadual di bawah menunjukkan nilai δ yang tinggi untuk tiga populasi yang berbeza dan berbeza, Perancis, Han dan Yoruba.


Mereka perhatikan bahawa alel δ yang tinggi pada X datang dalam kelompok. Inilah yang dilaporkan dalam kertas lain juga. Di samping itu, terbukti daripada membandingkan SNPs δ yang tinggi dengan jumlah SNPs pada autosome dan X yang X diperkayakan antara perbezaan populasi dalam kekerapan alel. Tidak menghairankan, tetapi bagus untuk disahkan.
Tetapi bahagian seterusnya agak rumit. Mereka tertanya-tanya sama ada perbezaan di antara penduduk hanya disebabkan oleh perbezaan saiz populasi seks yang berkesan dan nisbah penghijrahan seksual, N f / N dan m f / m. Ingatlah bahawa jika populasi wanita yang berkesan adalah rendah, itu akan mengurangkan populasi X yang berkesan kerana 2/3 daripada X berada pada wanita. Begitu juga, berat sebelah yang kuat terhadap penghijrahan lelaki atau wanita dan menyebabkan aliran gen di seluruh populasi akan mempengaruhi nisbah nilai δ pada autosomes dan X.
Mereka menyimpulkan dari model mereka bahawa demografi tidak dapat menjelaskan perbezaan antara penduduk. Sebaliknya, mereka sangat mencadangkan bahawa perbezaan antara penduduk mungkin disebabkan oleh pemilihan semula jadi. Jadual kedua di atas menunjukkan bukti bahawa penanda X tinggi δ lebih berepertasi sebagai SNP genik; iaitu, mutasi yang mungkin sebenarnya menghasilkan perubahan kod. Ini sangat menyarankan pemilihan. Di samping itu, mereka mendapati terdapat kecenderungan terhadap SNP yang diperoleh di kalangan wilayah δ yang tinggi di X untuk orang Afrika berhubung dengan kawasan autosomal.
Akhirnya, mereka melihat set data mereka untuk tandatangan pemilihan semula jadi menggunakan ujian berasaskan haplotype, iHS, CLR, dan XP-EHH. Dua yang terakhir mengesan penyapu selektif yang hampir lengkap, iaitu alel penyesuaian hampir 100%. Sebaliknya iHS cenderung lebih baik mengesan alel di mana penyapu sebahagiannya selesai. Pada kromosom X mereka mendapati hubungan antara kawasan δ tinggi, dan keputusan positif untuk ujian pemilihan semula jadi berasaskan haplotype. Setelah mereka menetap di kawasan-kawasan tertentu di mana pelbagai kaedah bersilang, mereka meninjau kesusasteraan untuk gen di rantau itu yang mungkin bersesuaian dan / atau berfungsi. Saya akan serahkan kepada anda untuk melihat gen secara terperinci, tetapi menarik untuk dicatat bahawa salah satu daripada gen adalah hubungan EDAR, walaupun kepentingannya agak kabur.
Penarikan utama kertas ini seolah-olah terdapat banyak petunjuk bahawa keganjilan kromosom X tidak dapat diletakkan di kaki parameter demografik. Iaitu, sesetengah penyelidik menganggap bahawa kelaziman patrilocality dan polygyny berhubung dengan matrilocality dan poliandri, digabungkan dengan fakta struktur bahawa X tidak seimbang dibawa pada wanita, boleh menjelaskan perbezaan dalam corak variasi genetik. Data di sini menunjukkan bahawa pemilihan semulajadi mungkin merupakan tambahan yang diperlukan untuk menjelaskan apa yang kita lihat. Khususnya, penulis menunjukkan satu cara di mana X terdedah kepada pemilihan ke tahap yang lebih besar daripada genom autosomal: lelaki adalah haploid untuk kebanyakan gen kromosom X kerana mereka hanya mempunyai satu salinan, maka ciri-ciri menyatakan secara resesif selalu dinyatakan dalam lelaki. Rantaian hubungan seks seperti buta warna adalah hasil fenomena yang paling terkenal. Letakkan konkrit ini. Anggapkan bahawa gen datang dalam dua perisa, a dan b, dan homozygote b menghasilkan sifat maut. Jadi:
Kekerapan b = 50% pada ibu bapa, 25% daripada keturunan mati
Kekerapan b = 10% pada ibu bapa, 1% daripada keturunan mati
Kekerapan b = 1% pada ibu bapa, 0.01% daripada keturunan mati
Kekerapan b = 50% pada ibu bapa, 50% alel terdedah kepada pemilihan
Kekerapan b = 10% pada ibu bapa, 18% alel terdedah kepada pemilihan
Kekerapan b = 1% pada ibu bapa, 2% daripada alel terdedah kepada pemilihan
Apabila kekerapan alel berkurangan, semakin banyak salinan alel "bertopeng" dari pemilihan dalam bentuk heterozigot. Sebaliknya, dalam kromosom X 1/3 daripada salinan tidak bertopeng kerana ia dibawa oleh lelaki, yang secara haploid beroperasi. Ini bermakna bahawa dalam kes kromosom X secara konvensional sifat reses tidak selalunya resesif, dan oleh itu pemilihan berpotensi lebih berkesan dalam memacu frekuensi alel untuk fiksasi. Ergo, beberapa kluster dan kawasan di antara perbezaan genom populasi mungkin disebabkan oleh penyesuaian tempatan.
Nota: Makalah ini merujuk kepada rangka kerja yang digariskan dalam dua kertas kerja yang keluar dari makmal Pritchard pada awal tahun ini.
Citation: Pencirian variasi genotip SNP yang dikaitkan dengan populasi manusia di seluruh dunia, Amanda M Casto, Jun Z Li, Devin Absher, Richard Myers, Sohini Ramachandran, Marcus W Feldman, Genome Biology 2010, 11: R10doi: 10.1186 / gb- 2010-11-1-r10


Artikel Yang Menarik

Nerds dan Kata: Minggu 14

Nerds dan Kata: Minggu 14

Saya telah menggali Internet pada minggu ini dan mendedahkan semua kebaikan geeky ini. Anda boleh mencari beribu-ribu pautan dari minggu-minggu sebelumnya di sini. Saya telah menandakan hubungan kegemaran saya dengan ∞ . Nikmati. Sains untuk Baca, Tonton Jangan menimbulkan ketakutan kepada mereka yang sudah takut dengan perkara-perkara yang salah, seperti fluoridasi air ∞ Bola keluar dari Miley Cyrus perlu berayun dengan cepat Petikan di sini merangkum perasaan saya terhadap anti-vaks dengan sangat baik: "Mengelirukan dengan sifat adalah titik keseluruhan ubat" Tiada diet yang terbaik

Sungai-sungai Eropah melimpah

Sungai-sungai Eropah melimpah

The Thames Barrier di London. Shutterstock Banjir sungai boleh memberi kesan besar ke atas tanah-tanah sekitarnya. Limpahan boleh memudaratkan bukan sahaja kepada populasi hidupan liar tempatan, tetapi kepada komuniti manusia di seluruh dunia. Kesan dari perubahan iklim semakin meningkat, menjadikannya lebih penting daripada sebelumnya untuk memahami perubahan dalam pola banjir bermusim

Bagaimana Jenis Astronomi Baru Menyiasat Objek Paling Misteri di Alam Semesta

Bagaimana Jenis Astronomi Baru Menyiasat Objek Paling Misteri di Alam Semesta

Pada tahun 2007, ahli astronomi Duncan Lorimer sedang mencari pulsar dalam data berusia sembilan tahun ketika dia mendapati sesuatu yang tidak diduga dan tidak dapat dijelaskan: pecah gelombang radio yang muncul dari luar galaksi kita, hanya bertahan 5 milisaat tetapi mempunyai tenaga sebanyak yang dilepaskan oleh matahari dalam masa 30 hari

Bolehkah Hujan Mati, Racun Racun Simpan Marsupial Australia?

Bolehkah Hujan Mati, Racun Racun Simpan Marsupial Australia?

Pada tahun 1935, Australia memperkenalkan katak tebu ke ladang tebu untuk melawan serangan kumbang-dan ekosistemnya tidak pernah sama. Toksis toksik menyukai Australia dan mula menyebar ke timur laut, membunuh pemangsa asli seperti buaya, ular, dan kadal yang memakannya. Kucing kecil seperti marsupial, kuil, tidak terkecuali

Burung tidak melakukannya, lebah tidak melakukannya - mengapa kita mencium?

Burung tidak melakukannya, lebah tidak melakukannya - mengapa kita mencium?

Ia adalah minggu kemunculan The Science of Kissing dan hari ini The New York Post mempunyai bahagian yang bagus mengenainya - meneroka sejarah dan sains di sebalik mencium: Tidak ada perkara seperti ciuman mudah. Ritual yang aneh antara dua set bibir pursed mempunyai makna lebih daripada novel Pynchon dan bernilai lebih dari seribu kata

Bagaimana corak sayap kupu-kupu boleh menghalang pemalsuan crooks

Bagaimana corak sayap kupu-kupu boleh menghalang pemalsuan crooks

Para penyelidik ingin mengambil kupu-kupu mereka ke bank. Mereka telah menemui cara untuk meniru struktur nano yang bertanggungjawab untuk memberikan sayap rama-rama warna mereka, dan mereka berfikir reka bentuk wang yang diilhami kupu-kupu mungkin menghalang pemalsu. "Kami masih perlu memperbaiki sistem kami, tetapi pada masa akan datang kami dapat melihat struktur berdasarkan sayap kupu-kupu bersinar dari nota £ 10 atau bahkan pasport kami, " kata Mathias Kolle dalam kenyataan akhbar universiti.