点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:全球人类基因组研究“最后一块拼图”找到了
首页> 光明科普> 焦点新闻 > 正文

全球人类基因组研究“最后一块拼图”找到了

来源:中国科学报2025-05-19 10:48

  ■中国科学报记者 张楠

  东南亚是全球最重要的人类演化区域之一。该地区人群拥有极高的遗传多样性,但基因组学研究却长期缺失,制约了人类环境适应性进化与疾病遗传机制的深度解析,因而被称为全球人类基因组研究“最后一块拼图”。

  中国科学院昆明动物研究所(以下简称昆明动物所)联合东南亚多国科研机构,历时10年攻关,终于找到了这块“拼图”。5月14日,发表于《自然》的“东南亚人群基因组计划”首期成果(SEA3K),首次系统揭示了东南亚大陆复杂的人群遗传结构与演化历史。

  “这件事情很早就想做了。这次发表的是一期成果,二期研究也已启动。”昆明动物所研究员宿兵对《中国科学报》说。该研究作为中国主导的跨国合作范式,为解析人类生物多样性树立了新标杆,也是“一带一路”科技合作的典范。

  构建东南亚人群遗传变异数据集

  东南亚大陆(MSEA)是人类迁徙与文化交流的重要枢纽。然而,该地区的基因组学研究长期缺失,严重制约了人类环境适应性进化与疾病遗传机制的解析。

  据统计,尽管东南亚是全球土著人群最多的地区——占1/3,但在已报道的全球67万例人群全基因组测序数据中,只有1.6%是东南亚人群,并且仅包含163个土著人群个体。

  为填补该基因组研究的空白并解码东南亚人群的遗传演化过程,昆明动物所牵头,联合泰国、柬埔寨等东南亚多国的34个科研团队,组织发起中国西南与东南亚人类学联合研究联盟(CASEAC),组建跨学科协同攻关团队。

  “10余年来,我们深入东南亚大陆雨林采样,在确保符合当地伦理规定的基础上,做好交流沟通,还要对土著的文化、语言背景有所了解。”论文共同通讯作者宿兵告诉《中国科学报》。

  他们采集了涵盖五大语系、6个国家、30多个地方的东南亚人群样本,成功完成了3023例深度全基因组测序,包含40例高精度长读长测序数据,构建了目前最完整的东南亚人群遗传变异数据集——SEA3K。

  遗传结构与主要地理分布一致

  研究人员通过全基因组测序等工作,识别出超过2000万的短序列变异和近2.5万个结构变异是东南亚人群中新发现的遗传变异。

  通过数据分析,研究人员首次精确描绘了东南亚与东亚人群的遗传亲缘性及地理分化模式。

  他们发现,大多数东南亚人群的遗传结构与其主要地理分布格局一致,而非按语系聚类,表明人群间的分化主要通过地理隔离形成,印证了该地区复杂的遗传交融与语言更替历史。

  东南亚人群中检测到4种关键遗传成分,其中最主要的一类是在柬埔寨及安达曼群岛人群占主导的独特古老成分,可能源自古老人群。此外,研究证明了东南亚人群在末次盛冰期经历了巨大的瓶颈效应,而后在农业扩张驱动下呈爆发式增长。

  适应热带雨林环境的基因“密码”

  我国西南与东南亚地区独特且多样的气候条件以及地理环境,是该地区人群多样性的重要原因之一。其中,热带雨林环境对当地人群的遗传适应产生了深远影响。

  在该成果中,研究团队鉴定出44个受到强烈正选择的区域,涵盖89个基因,其中72个是首次发现的正选择靶点。这些基因的功能涉及体质、免疫、代谢等适应性特征,揭示了东南亚人群适应热带环境的独特进化策略。

  例如,SLC24A5基因通过调控皮肤色素沉着抵御热带地区的强紫外环境;CDC42SE2基因可以减轻热带雨林地区蚊虫叮咬反应;MRPS22基因促成的卷发表型可加速散热等。

  研究发现1号染色体上有一个长达443kb并在东南亚人群中有强烈正选择信号的基因组区域。该区域包含了与卷发相关的TCHHL1、TCHH等基因,以及与皮肤屏障相关的FLG等基因,进一步说明东南亚人群中受选择的基因与热带雨林环境适应密切相关。

  同时,研究人员发现,自然选择在东南亚人群的基因组调控序列和蛋白质编码区都起作用,但是与非洲人群热带雨林适应的变异位点存在显著差异。“这反映出东南亚土著人群与非洲土著人群在趋同演化上的独特性。”宿兵说。

  独特的丹尼索瓦人基因渗入模式

  目前大量关于古人类基因组的研究表明,现代人的基因组中至少存在两种已灭绝古人类的基因序列遗存——尼安德特人和丹尼索瓦人。

  其中,亚洲人中来自古人类丹尼索瓦人的基因渗入,因其丰富的模式和多样的比例而受到广泛关注。研究团队对古人类基因渗入进行了系统分析,证明东南亚人群中确实存在多种丹尼索瓦人渗入模式。

  除了之前报道的东亚人群的两次渗入事件,该团队首次在东南亚土著人群中发现了第3次基因渗入。

  这一发现对人类进化具有重大意义,表明丹尼索瓦人可能广泛分布在旧石器时代的亚洲东部地区,并且可能在东南亚大陆与现代人发生了多次混血。

  地区高发疾病的进化模式

  东南亚地处热带-亚热带,炎热、潮湿的热带雨林环境塑造了当地人群丰富独特的表型特征,以及占全球发病率1/3的热带高发疾病。这些疾病严重影响了该地区的人口健康和地区经济发展。

  为揭示东南亚地区高发疾病的进化遗传模式,研究团队通过对SEA3K数据进行系统注释,鉴定出10个东南亚特异高频的致病变异。

  其中,最显著的一个例子是α-地中海贫血相关基因HBA2上的一个新致病变异。该变异在东南亚人群中频率高达28.6%,而在其他人群中几乎为零。研究人员认为,这是地中海贫血风险变异与抗疟疾之间平衡选择的演化结果。

  同时,研究首次发现了189个全新纯合子基因功能丧失变异,覆盖158个蛋白质编码基因。这些变异为探索罕见病与遗传变异的关联提供了天然研究模型,对未来东南亚地区人群的疾病风险评估与遗传咨询具有重要意义。

  宿兵介绍,目前该所联合国际合作伙伴正式启动“东南亚人群基因组计划”二期工程(SEA10K),意在构建覆盖东南亚全域的万人级高分辨率基因组图谱,深度解析东南亚大陆人群与岛屿人群的遗传多样性关联,为我国在东盟地区推进疾病联防联控、加强科技合作交流筑牢核心数据基石,并推动“一带一路”健康科学合作迈向新高度。

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s41586-025-08998-w

  《中国科学报》 (2025-05-19 第1版 要闻)

[ 责编:李欣哲 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访京津中关村科技城新貌

  • 江苏泰州:溱湖冬捕年味浓

独家策划

推荐阅读
为揭示东亚古人类的技术智慧与演化脉络提供了关键证据。
2026-01-30 09:37
中国气象局29日发布《2025年中国风能太阳能资源年景公报》。公报显示:2025年,全国风能资源为正常年景,全国太阳能资源总体为偏小年景。
2026-01-30 03:30
想象一下手电筒的光:柔和而四散,照亮着前方。激光,就像一束训练有素的光——所有光粒子步调一致,朝着同一个方向前进,能量高度集中。这种特性让激光能完成普通光做不到的“精细活”,从超市扫码器到医院手术刀,从光纤通信到舞台灯光秀,背后都有它的身影。
2026-01-30 03:30
激光技术被誉为20世纪“四大科技发明”之一。聚焦真空紫外非线性光学晶体材料领域基础研究和关键核心技术,中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称“新疆理化所”)潘世烈团队成功研制出氟化硼酸铵(ABF)晶体,首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出,创造了该领域世界最短输出波长纪录。相关成果于29日在国际学术期刊《自然》发表。
2026-01-30 03:30
开慧镇党委书记杨骏介绍,依托科技小院,全镇形成科技养殖示范点5处、示范户24户,带动村民增收1800余万元,并发展起梅花鹿、鹌鹑等特色养殖产业。在博乐市区西南方向四五公里处的荒漠化草原上,科技小院还开辟了200多亩的试验场,将这里作为科研攻关的第一线。
2026-01-30 09:17
科研人员将种子放入冷库储存。例如,千年种子库与中国西南野生生物种质资源库就通过人员交流、技术培训、资源备份、联合研究等,共同推进生物多样性保护。
2026-01-30 09:16
寒冬时节,云南省元江哈尼族彝族傣族自治县龙潭社区番荔枝种植基地里却热火朝天,一颗颗“冬日限定”的番荔枝被采摘、装箱,销往全国各地。
2026-01-30 09:14
“相对拥有百年历史的《科学》,《工程》才走过第一个十年。未来十年,我们要争取与世界顶级刊群比肩。”周济表示,这条路需要时间,以及学术评价观念、出版生态与国际化运营能力的协同推进。
2026-01-29 02:45
工业和信息化部28日公布,2025年,我国通信业实现平稳增长,产业结构持续优化,用户规模实现量质双升,5G、千兆等新型信息基础设施建设加快部署。
2026-01-29 02:55
中国科学院物理研究所近日发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》(以下简称“报告”),这是国际上首份针对高温超导带材发展的系统性战略报告。
2026-01-29 02:55
2025年,山东省实现地区生产总值10.3万亿元,比上年增长5.5%。亮眼的成绩单,离不开创新动能持续发力。齐鲁大地上,科技创新和产业创新融合发展成果正在厚积薄发,新质生产力加速崛起,转型动能持续增强,高水平创新型省份建设的目标正在逐步实现,向着“十五五”征程稳步进发。
2026-01-29 02:45
近期,多家外国科技公司宣布计划将人工智能及数据中心送往太空,引发了科技界的热烈讨论。这一看似在科幻电影中才会发生的场景,已逐步从设想转变为现实。
2026-01-29 02:55
手机厂商将投入更多精力,通过形态变革、差异化外观设计、联名合作等,更好地满足用户的情绪价值需求,激发消费者购买欲望。
2026-01-29 09:02
截至2025年底,全国累计发电装机容量38.9亿千瓦,同比增长16.1%。2025年,风电光伏累计装机历史性超过火电,截至12月底已超出约3亿千瓦。
2026-01-29 09:01
1月27日上午,中国科学院大学星际航行学院揭牌仪式在中国科学院与“两弹一星”纪念馆举行,标志着该学院正式成立。从“东方红一号”划破天际到“祝融号”漫步火星,中国人的航天梦从未停止。
2026-01-28 02:45
2025年,我国区域科技创新布局更加优化,三大国际科技创新中心建设进入新阶段,区域科技创新中心建设取得新成效。
2026-01-28 02:45
打破产业间的壁垒,鼓励跨领域、跨行业的融合探索,推动资源要素的自由流动与高效配置,不仅能盘活存量资源、激发增量活力,更能催生具有引领性的新产业、新模式、新动能。
2026-01-28 02:45
合肥是儿童文学作家许诺晨的家乡。合肥科学岛,是她所拥有的一座得天独厚的科学和科幻题材的“硬核基地”,由她来写量子少年这个题材,可谓“近水楼台”。《量子女孩》(中国少年儿童新闻出版总社2025年12月出版)是她献给“量子新城”合肥的一部“家乡书”。
2026-01-28 02:55
北京火箭大街展示与运控中心作为商业航天测运控中心、商业航天公共服务平台的空间载体,将为企业提供卫星运控服务和交流推介平台。
2026-01-28 09:15
水稻耐不耐旱,和叶子的厚实程度相关,这是由什么因素决定的?日前,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队发现,水稻基因组中的三个耐旱基因可以“团队作战”,
2026-01-27 02:50
加载更多