华大基因在人类基因组研究领域取得的又一项重要成果

        由深圳华大基因研究院与美国加州大学伯克利分校，丹麦哥本哈根大学等单位合作的研究成果“对200个人类外显子的测序揭示大量低频率非同义突变的存在”在国际著名学术杂志《自然-遗传学》上发表，这是华大基因在人类基因组研究领域取得的又一项重要成果。



　　新一代测序技术的飞速发展已经大幅度的降低了测序时间和花费，然而，对于进行大样本群体遗传学系列研究而言，外显子组测序比全基因组测序更有优势。外显子组只占人类基因组总量1%，但包含了人类基因组中蛋白质及其他功能基因产物合成的信息。外显子组测序技术通过对外显子组序列进行特定捕获测序，在保证有效获取绝大多数编码蛋白质的基因信息的同时大大降低了测序的总数据量，从而显著降低了测序费用。外显子组测序在通过大规模测序发现稀有突变和鉴定人类遗传变异性状的相关研究领域有广泛的应用前景。



　　该项研究对200个丹麦人的外显子区域18,654个编码基因进行了捕获测序，每个外显子样品的平均测序深度达到12倍覆盖度。在群体中共发现了121,870个单核苷酸多态性位点（SNPs），其中包括了53,081个位于编码区的SNP位点（cSNP）。通过统计学方法对群体数据进行SNP的鉴定和等位基因频率的估算，获得了次等位基因频率（MAF）在2%以上的cSNP的频率图谱，并发现在MAF为2%-5%的低频率区域，稀有的有害非同义cSNP比同义cSNP有1.8倍的显著富集。这种富集现象在与X染色体连锁的SNPs中表现得更加明显，说明有害多态性突变多是隐性的。



　　该项研究第一次在如此大规模的样本量下对人类最为重要的编码区进行了全面扫描，获得的数据能够为准确评估MAF大于2%的cSNP提供可靠依据，进而能够用这些数据研究这个群体的等位基因频率谱以及各种遗传模式。研究结果显示编码区包含的低频有害突变比例比预期大很多。但大多突变是隐性突变，这可以部分解释尽管在强大的选择压力下，这些突变也会进行分离。



　　最近有观点认为，关联分析研究仅发现了小部分与常见多基因控制的性状相关联的遗传变异。该研究的结果也支持以上观点，并说明影响适应性的大多数遗传性变异可能是由低频突变引起的，而与重测序研究相比，在基于芯片的基因分型研究中低频突变的因素往往被忽略了。该研究成果证明新一代高通量测序技术是群体遗传学研究一个非常有效的途径。对编码区和非编码区的整体分析以及对不同人群样本的深入研究，将有助于构建人类基因组变异的完整图谱，并且也可用于解释人类基因组的遗传漂移、突变、重组和选择等。



　　该研究是中丹合作糖尿病关联基因及变异研究（LUCAMP）项目的一部分。该项目旨在利用新一代测序技术对1000个内脏肥胖病人和1000名对照健康人进行外显子组测序，计划将鉴定出新的与代谢疾病相关的常见突变和稀有突变。



　　之前，华大基因采用外显子组测序技术对50个藏族人的外显子进行测序研究并寻找到与藏族人高原适应性密切相关的候选基因。该成果被发表在《科学》杂志上（Science.  2010  July;  329(5987):  75-78）。外显子测序技术将会更广泛的应用于基因组学研究，新药研发、个性化医疗等领域。