基因組學(xué)研究中的錯誤尺度以及如何應(yīng)對它
遺傳學(xué)家使用標(biāo)準(zhǔn)來重建物種的歷史或以分散在整個基因組中的遺傳標(biāo)記的形式評估突變的影響。如果這些標(biāo)記是中性的,即它們是隨機(jī)進(jìn)化而不是通過選擇性過程,它們可以可靠地用作標(biāo)準(zhǔn)來比較不同種群的各種參數(shù)。
然而,來自SIB瑞士生物信息學(xué)研究所和伯爾尼大學(xué)的Laurent Excoffier小組的科學(xué)家Fanny Pouyet及其同事最近發(fā)現(xiàn),95%的基因組實際上似乎受到選擇和其他遺傳偏差的影響,以及之前認(rèn)為的標(biāo)記中立似乎提供了偏差的估計。他們的研究發(fā)表在eLife,要求重新審查過多的結(jié)果,并提供工具和建議,以便在將來糾正這些問題。
用于重建物種歷史或發(fā)現(xiàn)種群如何相互關(guān)聯(lián)的模型依賴于一個關(guān)鍵假設(shè):受到詳細(xì)檢查的基因組區(qū)域由DNA的“中性”片段組成,即隨機(jī)進(jìn)化的部分而不是選擇贊成還是反對。但根據(jù)SIB和伯爾尼大學(xué)科學(xué)家的最新發(fā)現(xiàn),這些地區(qū)可能實際上并不像以前認(rèn)為的那樣中性:“我們發(fā)現(xiàn)不到5%的人類基因組實際上可以被視為'中性' “該研究的第一作者Fanny Pouyet說。“這是一個引人注目的發(fā)現(xiàn):它意味著95%的基因組間接受功能位點的影響,功能位點本身僅占基因組的10%到15%,”她總結(jié)道。
中性標(biāo)記的“通用”配方
科學(xué)家們早就設(shè)計出獲得“無偏”基因組標(biāo)記的最佳方法,并且在遺傳研究中常常使用幾種這樣的組。Pouyet及其同事的研究現(xiàn)在關(guān)注這些標(biāo)記的可靠性。“我們重新檢查了所有現(xiàn)有的標(biāo)記,表現(xiàn)為”中性“,并發(fā)現(xiàn)它們在一個或另一個方面提供了偏差估計,”Pouyet指出。然后,該團(tuán)隊繼續(xù)確定了一組新的標(biāo)記物,這些標(biāo)記物與所有中性標(biāo)準(zhǔn)相匹配,使用了總共??超過100個個體的兩個全基因組數(shù)據(jù)集。這個中性數(shù)據(jù)集現(xiàn)已可供人類使用,但該方法理論上可用于在任何其他物種中找到此類標(biāo)記。
到目前為止,非中性標(biāo)記的使用如何影響人口統(tǒng)計推斷?為了獲得對情況的初步評估,該團(tuán)隊比較了當(dāng)代非洲和日本人群中使用非中性和中性標(biāo)記的結(jié)果。“我們發(fā)現(xiàn),這種偏見可能導(dǎo)致人們錯誤地推斷出規(guī)模不斷擴(kuò)大的人群,或者忽視了大幅減少人口規(guī)模的事件,”Excoffier指出。“雖然對于特定人群來說,偏見的性質(zhì)和程度很難預(yù)測有一點可以肯定的是,應(yīng)該根據(jù)新的中性標(biāo)記重新檢查所有人口的人口統(tǒng)計學(xué)。實際上不僅人口統(tǒng)計學(xué):有偏見的中性參考也可能影響突變影響的衡量標(biāo)準(zhǔn),“他總結(jié)道。
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