门巴族、珞巴族和僜人的高原适应性基因组遗传变异研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871256
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0605.遗传与进化
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The mechanism of human high altitude adaptation is very complex. Previous studies have identified some genes associated with high altitude adaptation, but few of them are shared by different highlanders (Tibetans, Andeans and Ethiopians) worldwide. Even on the same plateu, the associated genes are different between Tibetan and Sherpa. On the other hand, the high altitude associated genetic variants have converged on EPAS1 among different species, no matter they are Tibetan people or Mastiffs or Tibetan sheep. Moreover, studies have found that Tibetan people and Mastiffs obtained their high altitude adaptive variants by introgression form other species. In fact, besides Tibetans and Sherpa, there are some other ethnic groups such as Monba, Luoba and Deng living on Tibetan Plateau. Do these people share the key high altitude adaptive genetic variants with Tibetans or do they have some unique genetic variants? Are the sources of these variants from gene flow or via mutation? To this end, this project will perform whole genome deep sequencing for Monba, Luoba and Deng populations, and identify high altitude adaptive variants (including SNVs and structural variants etc.) to better understand the genetic and evolutionary mechanism of human high altitude adaptation.
人类对高原环境的遗传适应机制是非常复杂的。之前研究发现了一系列高原适应相关的基因,但这些基因在世界不同高原(藏族、安第斯、埃塞俄比亚)人群中的交集很少;即使是同一高原上的藏族和夏尔巴人,他们的遗传适应基因也存在着差异。另一方面,不同物种(藏民、藏獒还是藏羊)对于青藏高原环境的适应性遗传变异却都汇聚在了EPAS1基因上,而且藏民和藏獒获得高原适应性遗传变异的方式都是来自其它物种的基因渗入。事实上,在青藏高原上生活的人类族群不仅有藏族和夏尔巴人,还有门巴、珞巴以及僜人等其它少数民族。这些人群对高原的适应是和藏族共享关键的遗传变异还是有自身独特的遗传变异?这些遗传变异来源是通过基因流还是突变产生的?对此,本项目将对门巴族、珞巴族和僜人进行全基因组深度测序,通过单核苷酸、结构变异等遗传变异的检测,找出与这些族群高原适应相关的遗传变异,更全面地认识人类对于高原环境适应的遗传进化模式和机制。

结项摘要

我国的青藏高原是世界海拔最高的高原(平均海拔>4000米)。高原上的氧分压随着海拔的升高而降低,低氧会引起一系列的生理反应并可能导致高原疾病,这对人类在高原上的生存带来了挑战。藏族作为适应高原环境的代表人群,生活在海拔三四千米以上的地区已有上千年历史。研究发现来自丹尼索瓦古人的基因渗入的EPAS1基因突变是他们适应低氧环境的关键遗传变异。事实上,生活在青藏高原上不仅有藏族,还有门巴、珞巴以及僜人等其它少数民族。这些族群生活在察隅、墨脱等高原上海拔相对较低的地区(<3000米),但他们对高原适应的遗传机制仍然未知。本项目收集了共计95例的门巴族、珞巴族和僜人样本,通过短读长的深度测序,检测了这些族群基因组中的遗传变异。针对这些族群EPAS1区域的单倍型构象的分析以及缺氧相关通路的遗传变异负荷的分析,本项目发现了门巴族、珞巴族和僜人这些低海拔人群较藏族受到了缓和的低氧选择压力,而他们应对低氧环境的遗传变异也各不相同:珞巴族最显著的受选择信号来自与藏族同源的EPAS1基因突变,而门巴族和僜人则是通过APOLD1、TAB2、B4GALNT2等其它基因的突变来适应环境。研究结果揭示了同一高原不同海拔和不同的族群在遗传上应对高原低氧的环境有着不同的适应机制,为高原医学疾病研究奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Refining models of archaic admixture in Eurasia with ArchaicSeeker 2.0.
使用 ArchaicSeeker 2.0 精炼欧亚大陆古老外加剂模型。
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-26503-5
  • 发表时间:
    2021-10-29
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Yuan K;Ni X;Liu C;Pan Y;Deng L;Zhang R;Gao Y;Ge X;Liu J;Ma X;Lou H;Wu T;Xu S
  • 通讯作者:
    Xu S
Improved NGS variant calling tool for the PRSS1-PRSS2 locus
改进的 PRSS1-PRSS2 基因座 NGS 变体识别工具
  • DOI:
    10.1136/gutjnl-2022-327203
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Gut
  • 影响因子:
    24.5
  • 作者:
    Lou Haiyi (并列通讯);Xie Bo;Wang Yimin;Gao Yang;Xu Shuhua
  • 通讯作者:
    Xu Shuhua
Haplotype-resolved de novo assembly of a Tujia genome suggests the necessity for high-quality population-specific genome references
土家族基因组的单倍型解析从头组装表明高质量人群特异性基因组参考的必要性。
  • DOI:
    10.1016/j.cels.2022.01.006
  • 发表时间:
    2022-04-20
  • 期刊:
    CELL SYSTEMS
  • 影响因子:
    9.3
  • 作者:
    Lou, Haiyi;Gao, Yang;Xu, Shuhua
  • 通讯作者:
    Xu, Shuhua
Prioritizing natural-selection signals from the deep-sequencing genomic data suggests multi-variant adaptation in Tibetan highlanders.
优先考虑来自深度测序基因组数据的自然选择信号表明西藏高地人的多变适应
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwz108
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    National science review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
    Deng L;Zhang C;Yuan K;Gao Y;Pan Y;Ge X;He Y;Yuan Y;Lu Y;Zhang X;Chen H;Lou H;Wang X;Lu D;Liu J;Tian L;Feng Q;Khan A;Yang Y;Jin ZB;Yang J;Lu F;Qu J;Kang L;Su B;Xu S
  • 通讯作者:
    Xu S
Analysis of five deep-sequenced trio-genomes of the Peninsular Malaysia Orang Asli and North Borneo populations
马来西亚半岛原住民和北婆罗洲人群的五个深度测序三基因组分析。
  • DOI:
    10.1186/s12864-019-6226-8
  • 发表时间:
    2019-11-12
  • 期刊:
    BMC GENOMICS
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Deng, Lian;Lou, Haiyi;Xu, Shuhua
  • 通讯作者:
    Xu, Shuhua

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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