藏族人群高原適應的關鍵基因被發現

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　　中評社北京7月2日電／深圳華大基因研究院發現青藏高原世居藏族人群高原適應的關鍵基因，有關這一重大科研成果的論文《50個全外顯子測序揭示人類的高原適應機制》在最新一期美國權威學術刊物《科學》（Science）上正式發表。該成果由深圳華大基因研究院發起和主導，得到了國家自然科學基金委員會、國家科技部、中國科學院、深圳市政府以及丹麥、美國、瑞士等國自然科學基金委員會的支持。

　　這一重大成果揭示了青藏高原世居藏族人群高原適應的分子機制之謎，對預測、預防與治療高原缺氧性疾病，促進我國高原地區社會和經濟發展具有重大意義；該成果闡明了人類的基因組在極端環境下發生了何種適應性變化，具有改寫人類分子進化教科書的意義。

　　新華社報道，青藏高原是世界上海拔最高、面積最大的高原，素有“世界屋脊”之稱，極高海拔也使得青藏高原具有獨特的地理氣候環境、人文生活習慣和醫療衛生事業狀況。高原環境對人體關鍵的影響因素是低壓性低氧，大氣壓力隨海拔增高而降低，氧分壓也隨之下降。當生活在低海拔地區的人來到高原環境時，由於氧分壓的降低，會使人產生缺氧，因而引起“高原反應”，嚴重的“高原反應”會引起肺水腫和腦水腫，威脅到人的生命。而世居高原的人群在這樣的環境下沒有“高原反應”，將世居高原人群與低海拔人群的基因組進行對比分析，具有重要的啟發意義。

　　藏族人群是世界上居住高原時間最長，並對高原低氧環境適應能力最佳的民族，本研究使用比較基因組學的方法闡明了高原世居藏族人群的低氧適應機制。“應用先進的基因組學分析技術--全外顯子測序技術，對青藏高原世居藏族人群和低海拔人群進行比較，我們發現了藏族人群適應高原環境的關鍵基因。”該研究負責人，深圳華大基因研究院汪建研究員說。利用第二代高通量測序技術對50個藏族人的全基因組外顯子進行測序，並將結果與低海拔漢族人群以及高加索人群的外顯子進行對比，通過一套新開發的尋找自然選擇信號的算法，計算出在藏族人群中受到自然選擇的基因。這些受到自然選擇的基因，就可能是在藏族人群高原適應中起著重要作用的基因。結果顯示，有一系列基因在藏族人群的高原適應中發揮作用，其中EPAS1基因可能起著關鍵作用。進一步通過對藏族人群中 EPAS1基因的改變位點進行關聯分析，發現EPAS1基因中受選擇的基因型與藏族人群血紅蛋白的代謝有關。EPAS1基因是HIF通路（低氧誘導調節通路）中的重要基因，在人體面對低氧環境的調節通路中起到核心作用。藏族人群特有的“EPAS1”基因不同於漢族人群，正是這種遺傳基因阻止了藏族人血紅蛋白濃度的過度升高，降低了各種高原性疾病發生的可能性。由於EPAS1基因與缺氧及血紅蛋白生成密切相關，對這一基因的研究還有可能對某些血液性疾病的治療帶來突破，並且還可應用於運動員的篩選等方面。
　同時，該成果發現了其它一些重要的高原適應相關基因，例如EGLN1基因、FANCA基因等共30個重要候選基因。這些基因可能在藏族人群的高原適應機制中發揮重要的作用，但是其明確的生理生化表型仍不是很確定，這為科學家們下一步對高原缺氧性疾病的研究指明了方向。這是我國在高原醫學研究中的重要基礎性突破，必將帶動相關的基礎研究和應用研究的發展。

　　值得一提的是，這一重大學術成果的並列第一作者金鑫，署名作者包括何偉明、羅銳邦、閃瑩等都是深圳華大基因研究院—華南理工大學創新班學生。繼前不久羅銳邦以第一作者在《Nature Biotechnology》發表人類泛基因組論文後，創新班學生再次以第一作者身份在《科學》發表重大科研成果。

　　據介紹，基於基因組學的大科學大工程性、學科交叉性及前沿性等特點，深圳華大基因研究院與華南理工大學於去年3月共建“基因組科學創新班”，今年3月又擴展至與武漢大學、東南大學、北京大學等校共建，為優秀學生提供了個性化培養的平台，並得到了國家教育部的重視與大力支持。僅一年多時間，首批 20名創新班學生就已經先後5次在美國《科學》、英國《自然》（Nature）、《Nature Biotechnology》等國際著名學術雜誌發表論文，在國際科技舞台上嶄露頭角。

　　2010年以來，華大基因研究院再創新高，相繼在《自然》、《Nature Biotechnology》、《科學》上發表重要科學進展文章，其中人體腸道菌群元基因組研究和古人類基因組研究以封面的形式發表在《自然》上，4000年前古人類基因組的研究為人類研究進化歷程帶來新的思路，而泛基因組的提出更是為建立個性化醫療體系奠定了基礎。目前華大在基因科學研究領域已經從參與者轉變為引領者，未來10年的發展中，華大基因將面向國家的戰略需求，繼續向基因組科學頂峰攀登。