50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制

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50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制

近日，记者从华南理工大学获悉，深圳华大基因研究院科研人员和华南理工大学本科创新班学生共同发现青藏高原世居藏族人群高原适应的关键基因。

该成果的研究论文《50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制》发表在最新一期的美国《科学》（Science）杂志上。

华南理工大学生物学院本科生金鑫参与组织了整个项目的分析工作，成为论文并列第一作者；华南理工大学理学院何伟明和生物学院罗锐邦、闪莹3位本科生也因其研究贡献成为论文署名作者。

据项目负责人、深圳华大基因研究院院长汪建教授介绍，这一发现解开了青藏高原世居藏族人群高原适应的分子机制之谜，对预测、预防与治疗高原缺氧性疾病，促进我国高原地区社会经济发展具有重大意义。

此外，该发现是人类基因组在极端环境下发生适应性变化的典型，因此必将作为经典而写入人类分子进化的教科书。

青藏高原是世界上平均海拔最高的高原，素有“世界屋脊”和“地球第三极”之称，极高海拔使其具有独特的地理气候环境。

由于大气压力随海拔增高而降低，氧分压也随之下降，所以当生活在低海拔地区的人来到高原环境时，由于氧分压的降低，会产生缺氧状况，从而引起高原反应；严重者还会引起肺水肿和脑水肿，威胁到人的生命。

而藏族人群是世界上居住高原时间最长的人群，对高原低氧环境有着极佳的适应能力。

此次研究应用先进的基因组学分析技术——全外显子测序技术，对青藏高原世居藏族人群和低海拔人群进行比较，进而发现了在藏族人群高原适应中起关键作用的EPAS1基因。

该基因是HIF通路（低氧诱导调节通路）中的重要基因，在人体面对低氧环境的调节通路中起到核心作用。

藏族人群的EPAS1基因与进化历史上和其亲缘关系很近的汉族人群有显著差异，正是这种差异阻止了藏族人血红蛋白浓度过度升高，降低了藏族人各种高原性疾病发生的可能性。

据介绍，这是继2009年12月7日罗锐邦作为第一作者、金鑫作为署名作者在英国《自然》杂志（Nature）发表论文后，华南理工大学创新班学生再次以第一作者身份在世界顶级科学期刊上发表重大科研成果；同时，也是华南理工大学自2009年3月份与深圳华大基因研究院共建基因组科学创新班以来，有该班学生参与研究，在Science或Nature杂志上发表的第五篇论文。

格日力培养高原上留得住、用得上的人才

“尽管我学习基础差，但是班里没有一个人看不起我，大家组织起来帮助我，有两个同学专门负责我，‘传帮带’，其中有一个学生很感人，我写汉字不行，他们就把着我的手教我，真正的‘手把手’。”最初学医几欲放弃的时候，老师和同学给格日力的鼓励和帮助，使他从那之后矢志不渝，再没打过退堂鼓。时至今日，青藏高原这块故土，没有辜负他殚精竭虑的付出。1978年，中国第一个高原医学研究专业机构 — — 青海省高原医学科学研究所在西宁成立。同年，学成归来的格日力被调入该所，从此开始了他的高原医学科研生涯。
专题高原上的人才守望
降低，但虫体有所变化，而且肝吸虫病在青海这几年感染率有所上升，程度有所加深，这些年我和我们的团队也在加强对此的研究。目前我们团队中有李英博士专门研究草原蜱虫，青海要保护自然环境，提升旅游业和服务业比重，会有越来越多的游客到草原旅游，草原上蜱虫非常多，因此我们申报一个蜱虫分子生物学项目，解决蜱虫传染病的问题。康宁教授负责肝吸虫病研究。一名由奥克兰大学留学归来的李希来博士主要组织草原生态方面的研究。”
从海外回到青藏高原，格日力带回了最高端的高原低氧医学知识和丰富的学术资源，这位海归甫一回国，即开始规划中国自己的高原医学研究机构，并着力把中国的高原医学研究推向世界。作为国际高原医学会、国际低氧
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文李欣华南

全外显子测序遗传咨询要点

全外显子测序遗传咨询要点
全外显子测序遗传咨询要点主要包括以下几点：
理解检测结果：全外显子测序能检测出一些遗传病的易感基因，但并不能直接给出诊断结论。

因此，对于检测结果，需要咨询专业医生或遗传咨询师，进行深入分析和解读。

确认家族遗传病史：了解家族中是否有遗传病患者，以及这些患者的疾病表现和基因突变情况，有助于更准确地解读检测结果。

关注健康生活方式：即使检测出有遗传病易感基因，健康的生活方式和饮食习惯也有助于降低疾病风险。

因此，在遗传咨询中，医生或咨询师会强调这些方面的重要性。

考虑生育建议：对于检测出携带遗传病易感基因的人，医生或咨询师会提供生育建议。

例如，是否需要进行产前诊断或胚胎筛选等。

心理支持：全外显子测序可能会带来一定的心理压力。

因此，遗传咨询中还需要关注个人的心理状态，提供必要的心理支持和辅导。

持续监测和复查：即使检测结果为阴性，也不能保证未来不会出现相关疾病。

因此，需要保持对自身健康的关注，定期进行体检和复查。

尊重个人隐私：全外显子测序涉及个人基因信息，因此需要确保个人信息的安全和隐私。

遗传咨询中，医生或咨询师会强调这一点，并告知相关法律法规和伦理规范。

综上所述，全外显子测序遗传咨询需要综合考虑多个方面，包括检测结果的解读、家族遗传病史的了解、健康生活方式的关注、生育建议的提供、心理支持的给予、持续监测和复查的建议以及个人隐私的保护等。

牦牛高原低氧适应研究进展

牦牛高原低氧适应研究进展作者：张思源柴志欣钟金城来源：《江苏农业科学》2016年第03期摘要：人们对不同海拔地区的动物进行解剖学比较并利用基因组学等现代生物技术进行系统分析，得到了低氧适应解剖学依据并挖掘出100多种与低氧适应相关的重要候选基因，初步揭示了一些高原动物低氧适应的遗传基础和分子机制。

牦牛是生活在青藏高原上的特有物种，是研究高原适应极好的模式动物，具有重要的研究价值。

本文从牦牛的组织解剖、生理生化、低氧适应基因等方面综合分析了牦牛对低氧环境适应的研究进展，为揭示牦牛低氧适应的分子机制和牦牛遗传育种研究提供理论依据和参考资料。

关键词：牦牛；低氧适应；分子机制；低氧适应基因；研究进展中图分类号： S823.8+52 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2016）03-0013-05氧气是大多数生物生存的基础物质，生物有机体的能量供应与代谢都与氧气密不可分，海拔3 000 m以上的高原地区空气中氧气的含量是海平面的73%，海拔5 000 m地区氧气含量仅是海平面的一半。

当环境中氧气浓度出现变化时，生物有机体会通过一系列调控来适应环境变化，平原地区生活的人或动物在高原生活一段时间，会对高原环境产生适应性，称为“获得性习服”，高原世居的人或动物在生理、生化和机体结构上表现出稳定的遗传特征，对高原环境有较好的适应，称为“遗传性适应”[1-2]。

生物机体对高原环境适应能力不足时，会对动物的生长、发育和繁殖等生理过程造成有害影响。

经过数亿年的自然选择与进化，高原哺乳动物以特有的方式在高原低氧环境中生长繁衍[3]。

常见的高原哺乳动物有牦牛、藏羚羊等，研究这些高原动物的低氧适应机制对畜牧业和农业生产都有重要的意义，同时低氧是癌症等重大疾病产生和发展的重要原因，进行低氧适应原理研究，可为相关疾病的治疗提供重要思路。

牦牛生活在海拔3 000 m以上的青藏高原及其周边地区，是高原动物的代表物种之一，经过长期的自然选择与人工选择，牦牛在解剖结构、生理生化指标和基因功能等方面都已获得稳定、独特的高原低氧适应特征与机制，为当地牧民提供了不可或缺的生产、生活资料[4]。

蛋白质组学-医学院研究生课程2014-概论

人类与黑猩猩的基因对比研究

人类基因组有7个区域可能经历了25万年来的 “选择性清洗”，也就是突变基因具有明显竞争优势。经过数百代繁殖后，突变种变成了种群里的优势种，相应的突变基因也变成了正常基因。人类基因组中经过“选择性清洗”的，就包括与语言相关的基因。

研究人员发现，黑猩猩的Y染色体中有5个基因已经退化，而人类Y染色体中则没有这种现象。培格因此表示：“如果说在过去的600万年中，人类Y染色体有基因遗失的话，这种遗失程度也是很小的。我认为，我们可以自信地驳斥Y染色体‘末日’理论。人类Y染色体在今后的600万年里都不会消失。”
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藏人与汉人的基因组比较

测定了50个藏族人的外显子组。发现了适应高海拔环境的一些候选关键基因。其中最强的自然选择的信号来自一个叫做内皮PerArnt-Sim结构域蛋白1（endothelial Per-Arnt-Sim (PAS) domain protein 1，EPAS1）的基因。该基因是一个转录因子，与缺氧反应有关。EPAS1的SNP显示藏族人与汉族人样本有78%的不同。这是迄今为止在人类基因中发生的最快的等位基因频率的变化。该SNP与血红蛋白含量的联系证明EPAS1的功能是适应缺氧环境。因此，通过群体基因组的研究，发现了一个基因与适应高原环境有关。
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人类基因组与尼安德特人的比较
The observation that the Neandertal genome appears as closely related to the genome of a Chinese and a Papua New Guinean individual as to the genome of a French individual is particularly surprising as there is, to date, no fossil evidence that Neandertals existed in East Asia or Papua New Guinea. Green et al. thus suggest that gene flow between Neandertals and modern humans occurred prior to the divergence of European and Asian populations. Based on comparative genomic data, as well as a mathematical model of gene flow, the authors further estimate that between 1 and 4% of the genomes of people in Eurasia may be derived from Neandertals.

应用全外显子组测序筛查一高原肺水肿家系易感基因

３．ＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｘｉｎｉｎｇ８１０００１，Ｃｈｉｎａ，＂４．ＢａｓｉｃａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＨｉｇｈＡｌｔｉｔｕｄｅＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＱｉｎｇｈａｉ，Ｘｉｎｉｎｇ８１０００１，Ｃｈｉｎａ５．９ｉｎｇｈａｉ — ＵｔａｈＵｎｉｔｅｄＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＨｉｇｈＡｌｔｉｔｕｄｅＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉｎｉｎｇ８１０００１Ｃｈｉｎａ
结果发现定位于ＣＦＨＲ４基因的ＳＮＶ（ｐ．Ｌ８５Ｆ）以及定位于ＯＸＥＲ１基因的ＳＮＶ（ｐ．Ｒ１７６Ｃ）具有高危害性，且ＯＸＥＲ１
的功能与ＨＡＰＥ低氧诱导通路存在高度关联，它们可作为该家系中ＨＡＰＥ相关的候选病理性变异。此外，还有
瞳Ｈｅｒｅｄｉｔａｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）２０１７年２，ＥＪ，３９（２）：１３５－１４２
ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｇｅｎｅ．ｃａ
研究报告

由藏族人“高原适应基因”揭秘多地域基因交流

由藏族人“高原适应基因”揭秘多地域基因交流作者：金鑫黄妙珍来源：《科学》2015年第05期藏族人有多项异于平原地区人种的生理特征，使之能够适应高原的低氧与高日晒环境。

来自深圳华大基因研究院等机构的科学家不仅发现可能在高原适应中起关键作用的EPAS1基因，还发现此基因可能来自古丹尼索瓦人或其近亲，为人类进化的多地域基因交流观点提供了数据支持。

人类的全球扩张被认为与气候变化有关。

世界上绝大多数人居住于气候温和、降水较多的平原与盆地，而空气稀薄的高山高原、干旱的荒漠、寒冷的极地等不适宜大量人口长期居住。

可是在世界平均海拔最高、被称作“世界屋脊”的青藏高原，居住着我国一个最古老的民族——藏族，他们被视为世界上最适应高原缺氧环境的民族。

据考古学家发现，早在四千多年前的雅鲁藏布江流域就有藏族人祖先过着群居狩猎的生活。

在漫长岁月中，为何藏族人能够适应高原恶劣气候并且繁衍不息？科学家运用新兴技术手段进行了研究，结果提示，藏族人的高原适应性有着基因型的基础，相关基因可能来自古人类不同种群之间的多地域基因交流。

藏族人在高原适应上的生理优势初到青藏高原者会出现头痛、恶心、食欲减退、疲倦、呼吸困难等症状，即所谓“高原反应”。

通常情况下，发生高原反应的可能性是老年人低于青年人、女性低于男性。

多数人在12-36小时内获得充分适应后，症状会自然减轻或消失，但严重者还得服用药物才能缓解，更严重者会有其他危险后果，包括危及生命。

相比之下，长年生活于海拔高、空气稀薄、氧含量低地域的藏族人，却大多没有这些症状。

除了高原反应，“高原红”也是可以区分汉族人和藏族人的一个明显特征：藏族人面部有片状或团块状红色斑块，这是由于周围气候环境造成面部皮肤角质层过薄，毛细血管扩张在表面显露，从而面部出现红血丝所致。

彼埃罗（D.Biello）等人2007年的研究表明，藏族人的动脉和毛细血管更粗，能为肌肉和器官输送更多的氧。

尽管生活在极度缺氧的高原，但藏族人日常消耗的氧与平原生活的居民相当，血流速度是平原人两倍。

外显子组测序

[3] Wei A H, Zang D J, Zhang Z, et al. Exome sequencing identifies SLC24A5 as a candidate gene for nonsyndromic oculocutaneous albinism[J]. Journal of Investigative Dermatology, 2013, 133(7): 1834-1840.
346: 256-259.
［案例三］癌症研究：外显子测序研究局限性肺腺癌瘤内异质性[14] 本研究采用多区域取样分析瘤内异质性的研究思路，对11位患者的局限性肺腺癌的48
个肿瘤样品进行了外显子测序。共鉴定出7269个体突变，其中21个是已知的与癌症相关的基因突变，76% 的体突变及21个已知癌症基因突变中的20个都可以在同一肿瘤的所有区域样品中检测到，表明对肿瘤的某一区域进行单次活检，以适当的深度对其测序，可以鉴别出绝大多数突变。而前期关于肾透明细胞癌的研究结果表明，肿瘤不同区域样品的共有突变仅占突变总数的31%~37%，说明肿瘤异质性在不同癌种间存在差异。
应用方向
孟德尔疾病研究
马布里综合症[1]：发现致病基因PIGV；逆向性痤疮[2]：发现致病基因NCSTN；眼皮肤白化病[3]：发现致病基因SLC24A5；先天性肾脏和尿道畸形[4]：发现致病基因DSTYK;
复杂疾病研究
混合型低脂血症[5]：发现致病基因ANGPTL3；孤独症[6]：发现11 个新生突变 ……
[9] Rudin C M, Durinck S, Stawiski E W, et al. Comprehensive genomic analysis identifies SOX2 as a frequently amplified gene in small-cell lung cancer[J]. Nature Genetics, 2012, 44(10): 1111-1116.

54个国家1000个病例证明！全外显子组测序可作为一线诊断工具

54个国家1000个病例证明！全外显子组测序可作为一线诊断工具54个国家1000个病例证明！全外显子组测序可作为一线诊断工具18 小时前生物探索导读：全球大约有8%的人受罕见病的影响。

随着基因检测技术的发展，许多未知的罕见病逐渐被揭晓，但仍有一大半的患者接受传统的临床评价以及靶向基因检测后，仍未得到确切的诊断。

在一项新研究中，研究人员表明，全外显子组测序对未确诊疾病的诊断率比经典遗传诊断方法还高，并呼吁将全外显子组测序作为未确诊疾病的一线诊断工具。

近日，一项涉及54个国家1000个家庭的研究表明，全外显子组测序对未确诊疾病的诊断率比经典遗传诊断方法还高。

科学家们呼吁将全外显子组测序作为未确诊疾病的一线诊断工具，以给患者带来更好的医疗护理。

相关结果以《Clinical exome sequencing: results from 2819 samples reflecting 1000 families》为题发表在Nature 子刊（European Journal of Human Genetics）上。

测序技术揭开罕见病的面纱全球大约有8%的人受罕见病的影响。

到目前为止，已知的罕见病有7000多种，然而科学家们认为还存在很多未被确定的疾病表型。

从本质上讲，80%的罕见病都是由单基因引起，给人体带来终生的风险和沉重的健康负担。

由基因功能发生改变而引起的罕见病往往具有较为严重的表型，如果得到早期诊断，那么许多患者的生活质量将有望改善，甚至还可以在治疗中获益。

随着遗传检测技术的发展，许多未知的罕见病逐渐被揭晓。

但仍有一大半的患者接受传统的临床评价以及靶向基因检测后，仍未得到确切的诊断。

这对患者及其家庭来说十分严重，因为他们无法得到正确的治疗以及准确的妊娠咨询和预测。

如今越来越多的研究对下一代测序（NGS）感兴趣，因为NGS可以快速提供详细的遗传信息，为识别孟德尔疾病基因的因果变异提供了有效的方法。

基于单基因测序的经典遗传诊断方法往往会导致阴性或不确定的结果。

内皮PAS1蛋白(EPAS1)基因的研究进展

内皮PAS1蛋白(EPAS1)基因的研究进展王雪艳;苟潇;李继中【摘要】内皮PAS1蛋白(EPAS1/HIF-2)是细胞应对缺氧时关键的转录因子,在生物体生理及病理过程中有重要作用.文中对EPAS1的结构、分布、表达调控及在病理过程中的作用、高原低氧适应性方面进行了综述,为今后进一步研究EPAS1提供了参考和借鉴.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)008【总页数】4页(P3316-3318,3376)【关键词】EPAS1;缺氧诱导因子-2;肿瘤发生;低氧适应【作者】王雪艳;苟潇;李继中【作者单位】云南农业大学动物科学技术学院,云南昆明650201;云南农业大学动物科学技术学院,云南昆明650201;云南迪庆州动物疾病防治中心,云南迪庆674400【正文语种】中文【中图分类】S188氧是大部分生物不可或缺的生存基础，当在低氧环境中运动或进行长时间的高强度训练时，有机体内环境会发生改变而使氧平衡状态遭到破坏，细胞就会处于缺氧状态。

低氧会使机体及细胞的生理功能发生改变，严重时可引起一系列损伤和疾病。

因此，生物有机体形成了一套完整的氧感受机制及在不同氧环境下的基因表达调控机制，以适应低氧环境。

在多种调控机制中，低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor，HIF)是最主要的转录因子家族，它能感受细胞内氧气浓度的变化而对多种基因进行调控，与生物体的生长、发育及一些疾病的发病机理都存在着密切关系。

HIF最先是由Semenza等［1］于1992年在Hep3细胞中发现的。

HIF是由活性调节亚单位α和结构性表达亚单位β组成的具有转录活性的异源二聚体［2］，它同时结合着一个缺氧反应元件(hypoxia response element，HRE)。

在有氧条件下，HIF会被转录后羟基化的特定氨基酸残基α亚单位控制而失去活性。

目前认为α亚单位存在3种类型，分别为HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α，这3种α亚单位虽然功能不同，但结构相似，而且三者均受到氧气调节，其中HIF-1α与HIF-2α氨基酸序列的同源性性达48%［3］。

全基因组测序与拓跋

全基因组测序与拓跋1.引言1.1 概述全基因组测序是一种高效且广泛应用的基因组研究技术，它可以对个体的整个基因组进行测序和分析。

在过去的几十年里，随着测序技术的发展和成本的不断降低，全基因组测序已经成为基因组研究的主要手段之一。

全基因组测序的概念就是对某一生物体的全部DNA进行测序，并将所得数据进行分析和解读。

相比其他测序方法，全基因组测序具有高通量、高分辨率和全面性的优点。

通过全基因组测序技术，我们可以了解整个基因组的组成、结构和功能，从而深入理解生物体的遗传特征和调控机制。

全基因组测序在许多领域都具有广泛的应用价值。

首先，它为人类和动植物基因组的研究提供了有力的工具。

通过全基因组测序，我们可以揭示人类基因组的组成和变异情况，进一步研究与疾病相关的基因突变和遗传变异，为疾病的预防和治疗提供重要依据。

此外，全基因组测序还可以用于揭示不同生物种群间的遗传关系和进化历史，探索物种多样性和进化机制。

全基因组测序技术的发展也为生物科学和医学领域带来了革命性的变化。

通过对个体基因组的高通量测序，我们可以进行个性化医疗和药物治疗，根据个体的遗传信息进行精准诊断和治疗。

此外，全基因组测序还可以应用于农业领域，通过研究作物和家畜的基因组，提高农作物的抗病能力和产量，改良家畜的育种选择。

综上所述，全基因组测序作为一种高效、全面的基因组研究技术，在生物科学、医学和农业领域都具有重要的应用和意义。

随着测序技术的不断革新和发展，全基因组测序将继续发挥重要作用，并为我们揭示基因组的奥秘和推动科学进步做出更大的贡献。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

其中，在引言部分，我们将对全基因组测序和拓跋进行一个概述，并介绍文章的目的。

接下来，在正文部分，我们将详细探讨全基因组测序的原理和应用。

具体来说，我们将解释全基因组测序的原理，包括二代测序和三代测序技术的工作原理；同时，我们还将介绍全基因组测序在疾病诊断、基因研究、群体遗传学等方面的应用。

由藏族人“高原适应基因”揭秘多地域基因交流

中能找到已灭绝亲族的很多印记，为我们更好地理解
类似的快速进化事件提供了新的思路。
基因技术的发展促进人类进化研究
“ 古ＤＮＡ解密现代人起源 ” 被美国《科学》周刊评
选为２０１４年度十大科学事件之一。其中以中国科学院
古脊椎动物与古人类研究所为第一完成单位的一项重
大成果是这项进展的核心部分。中国科学院的研究人员利用古ＤＮＡ测序技术，对西伯利亚西南部额尔齐斯河岸距今约４．５万年前的一块几近完整的人类股骨化石进行了高通量基因组测序，其深度４２倍的全基因组数据的质量甚至可与现代基因组相媲美嗍。
进化图谱，有可能发现更多的证据，支持现代人的祖先
曾与丹尼索瓦人、尼安德特人（Ｈｏｍｏｎｅａｎｄｅｒｔｈａｌｅｒ￣ｉｓ）
等古人类之间有过基因交流。而在藏族人中发现丹尼
英国《自然》周刊上再次发表了关于藏族人高原适应性研究的重要成果圈。研究者们通过对世居青藏高原的藏族人
段。他们中有一部分人走向平原地带，成长为今天汉族人的祖先，而渐渐丢失了特有的ＥＰＡＳ１基因型；另一部分人则留在青藏高原，由于拥有特别的ＥＰＡＳ１基因型而适应了高原的恶劣环境，并逐渐扩散至整个青藏高原，成为今天藏族人的祖先。通过对越来越多不同人类族群的ＤＮＡ，包括对存在于化石中的古人ＤＮＡ进行基因组测序和分析，并绘制

gpx3基因

gpx3基因
GPX3（谷胱甘肽过氧化物酶3）基因是人类基因组中的一部分，它编码了一种名为谷胱甘肽过氧化物酶3（GPX3）的蛋白质。

这种蛋白质在生物体内具有重要的抗氧化作用，可以帮助保护细胞免受氧化应激引起的损伤。

GPX3基因位于人类染色体上，具体位置为10q24.31。

该基因全长约17千碱基对，包含9个外显子。

GPX3蛋白质由207个氨基酸组成，具有典型的谷胱甘肽过氧化物酶结构域。

研究显示，GPX3基因的变异和表达失调与多种疾病的发生和发展密切相关，如肿瘤、神经系统疾病、免疫性疾病等。

通过对GPX3基因的研究，科学家们希望能够揭示这些疾病的发病机制，并为治疗和预防提供新的策略。

此外，GPX3还与个体对环境的适应性有关。

例如，在高原环境下生活的人群，其GPX3基因的表达量和活性相对较高，有助于应对高原环境中的氧化应激。

因此，研究GPX3基因在高原适应性方面的作用，对于揭示人类适应环境的能力具有重要意义。

山西省晋城市第一中学2022-2023学年高三上学期第五次调研考试地理试题(含答案)

27.随着水库连续多次“引水冲沙”后，a、b的变化特点是（）
A.a延长，b增大B.a缩短，b增大C.a延长，b减小D.a缩短，b减小
28.若某外流河中上游修建多座以调洪蓄洪功能为主的水库，则（）
A.枯水期下游流水搬运能力下降B.三角洲面积增速减缓
C.下游流量季节变化增大D.入海水量总量大幅减少
29.因经济效益渐差、环保需求、财政压力等原因，政府有意拆除该大坝，若大坝拆除，下列说法正确的是（）
有关专家认为，英国海上风能资源优厚，全部采用固定式海上风电进行开发，理论上能够满足英国能源转型需求，但对环境存在着负面影响。为此，浮式海上风电的商业化利用已成为必需。浮式海上风电几乎可以在海上任何地方部署风力涡轮机，扩大可开发的海域范围，最大程度地利用海上风能潜力。下图示意浮式海上风电平台。据此完成下面小题。
9.如果该市入冬时间较早，最可能是因（）
A.地球公转加快B.台风活动频繁C.冷空气入侵早D.副高势力增强
北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，6月5日17时42分成功对接天和核心舱（距离地表约400千米），三位航天员将展开为期六个月的任务。据此完成下面小题。
下图是我国东部季风区某山地垂直自然带略图。据此完成下面小题。
36.a地可能位于（）
A.秦岭南坡B.秦岭北坡C.南岭南坡D.南岭北坡
37.浅根植物容易获得竞争优势地点是（）
A aB.bC.cD.d
38.考查发现，c地水分条件优于b地，造成该现象的自然因素是（）
A.气温B.降水C.光照D.植被
2021年4月9日，一段青海西宁某洗车场“洗车师傅用高压水枪制服龙卷风”的视频在网上爆红。视频中显示，龙卷风卷着灰尘沙土和纸屑逐渐向洗车师傅靠近，洗车师傅淡定地拿着高压水枪对着龙卷风一通喷水，肆虐的龙卷风转瞬之间就被喷没，据此完成下面小题。

全外显子测序原理

全外显子测序原理全外显子测序是一种高通量测序技术，可以同时对基因组中的所有外显子进行测序。

外显子是基因组中编码蛋白质的片段，它们占据着基因组的比较小的部分。

与全基因组测序相比，全外显子测序只测序了基因组的一小部分，但却可以覆盖到编码蛋白质的关键区域，对于研究与疾病相关的基因变异具有重要意义。

全外显子测序的原理基本上与其他高通量测序技术相似。

首先，将待测样本的DNA提取并进行分割成短片段。

然后，这些片段会与引物（primers）结合形成复合物，引物可以将特定的外显子区域进行扩增。

这个扩增过程一般是通过PCR（聚合酶链式反应）实现的。

接下来，通过将样本中的DNA片段与测序仪所需要的荧光标记物结合起来，获得每个片段的测序信息。

这些测序信息最后会通过计算机程序进行分析和组装，得到样本的全外显子测序结果。

全外显子测序的优势在于其能够覆盖到与疾病发生相关的基因区域。

这种技术可以用于检测各种基因突变或变异，如单核苷酸多态性（SNP）、插入/缺失、复杂重排等。

通过全外显子测序，可以发现患者中的潜在致病基因突变，并对疾病的发病机制进行研究。

这对于个体化医疗和疾病的遗传咨询具有重要意义。

然而，全外显子测序也存在一些限制。

首先，由于全外显子仅占据基因组的一小部分，因此可能会错过一些潜在的基因突变。

其次，全外显子测序并不能提供基因组的全面信息，无法覆盖到非编码区域或功能未知的基因区域。

此外，全外显子测序的数据分析也相对复杂，并且需要较强的计算能力和专业知识。

综上所述，全外显子测序是一种重要的高通量测序技术，可以用于疾病研究和医学实践中的个体化治疗。

它具有广阔的应用前景，并将有助于我们更深入地了解人类基因组的功能和变异。

基因测序显示藏族人高原适应能力或源于丹尼索瓦古人

基因测序显示藏族人高原适应能力或源于丹尼索瓦古人
佚名
【期刊名称】《生物学教学》
【年(卷),期】2014(39)12
【摘要】据中国科技网2014年7月5日援引报道，由华大基因、加州大学和华南理工等机构共同进行的基因重测序研究发现，古老的、早已灭绝的人类群体——丹尼索瓦人或其近亲的基因渗入可能使藏族人更快适应了高海拔地区的缺氧环境，从而揭示了通过基因交流帮助人类快速适应极端生存环境的特殊机制。

研究成果在《自然》杂志上发表。

【总页数】1页(P72-72)
【关键词】基因测序;藏族人;适应能力;古人;高原;显示;《自然》杂志;缺氧环境【正文语种】中文
【中图分类】Q987
【相关文献】
1.藏族人高原适应能力或源于已灭绝的丹尼索瓦人 [J], 华大基因
2.科学家揭开中国古人类化石新成员——丹尼索瓦人的神秘面纱 [J], 李岩
3.研究发现藏族人高原适应能力或源于丹尼索瓦古人 [J],
4.研究发现藏族人高原适应能力或源于丹尼索瓦古人 [J], 刘传书
5.基因组对比研究显示我国藏族人的高原适应性独一无二 [J],
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外显子组测序在人类疾病中的应用

外显子组测序在人类疾病中的应用饶书权;杜廷福;许琪【期刊名称】《遗传》【年(卷),期】2014(036)011【摘要】据估计,约85％的人类遗传变异集中在蛋白编码区,因此对全部的蛋白编码区(外显子组)进行重测序,可以快速、有效地鉴定人类疾病遗传变异.以往鉴定孟德尔遗传病的致病基因多采用连锁分析结合候选定位克隆的方法,不仅耗时长,而且成功率低.2009年,科学家第一次应用外显子组测序在4名弗里曼谢尔登综合征(常染色体显性遗传病)中发现了位于MYH3中的点突变,显示出外显子组测序在孟德尔遗传病致病基因鉴定中的强大功效.就复杂疾病而言,传统的关联研究,包括全基因组关联研究(GWAS),虽然鉴定了大量的常见变异,但对低频变异和罕见变异的检测能力十分有限;深度测序的发展为解决上述问题提供了良好的契机.文章就外显子组测序在人类疾病中的应用进行了综述.【总页数】10页(P1077-1086)【作者】饶书权;杜廷福;许琪【作者单位】中国医学科学院基础医学研究所,北京100005;中国医学科学院基础医学研究所,北京100005;中国医学科学院基础医学研究所,北京100005【正文语种】中文【相关文献】1.全外显子组测序发现FUT6基因在1例糖尿病肾病中的终止突变 [J], 王玉华;蔡春友;李卫东;韩鸿玲2.全外显子组测序和目标序列靶向捕获测序在遗传性视网膜变性基因诊断中的差异[J], 柳小珍;李莹莹;杨丽萍3.全外显子组测序在自身免疫性疾病中的研究进展 [J], 马晓敏;王欣;姚新生;谭贵琴;周芳宇;魏文文;于红松4.全外显子组测序在危重症新生儿单基因遗传病中的临床应用 [J], 齐志业;段江;贺湘英;钟庆华;张彩营;谢云波;梁琨5.利用外显子组测序鉴定一个新的人类白化病基因 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制Xin Yi等。

Science 329, 75 (2010);DOI: 10.1126/science.119037150个全外显子测序揭示人类的高原适应机制生活于青藏高原的藏族人表现出了对极端高原环境的遗传适应性。

我们对50个藏族人进行全外显子基因组测序，它们包含了92%的人类基因编码序列，人均覆盖度为18倍。

基因分析显示了该特殊人群等位基因频率的变化，表明这些人对高原环境具有很强的适应性。

研究显示，表现出最强自然选择信号的基因是编码内皮细胞含PAS结构域蛋白-1(EPAS1)的基因，这是一个参与应答缺氧的转录因子。

研究显示，EPAS1基因的一个单核苷酸多态性(SNP)在78%的藏族和汉族人群中存在差异，这是目前发现的速率改变最快的等位基因。

该单核苷酸多态性与红细胞丰度的关联分析也支持EPAS1改变在适应缺氧环境中的作用，进一步表明它是适应高原环境的一个重要的遗传位点。

在广袤的大自然中生存的人类可能会存在文化和基因上的适应。

其中人类面临的最严厉的环境挑战就是高海拔地区(如青藏高原)的低含氧量。

这一地区的许多居民在海拔4000米以上居住，那里的氧气浓度比海平面大约低40%。

藏族对缺氧环境有着他们自己的遗传适应性，如出生体重(1)，血红蛋白水平(2)，婴儿(3)和运动后的成年人(4)血液中的氧饱和度。

这些结果暗示了高原适应机制的自然选择历史，我们对整个基因组的遗传差异进行分析，可能会发现这一点。

我们对中国西藏自治区海拔4300米以上(5)的两个村庄里的50个非亲个体进行全外显子基因组测序。

针对将近两万个基因的外显子和侧翼区的34Mb序列，利用罗氏NimbleGen公司(威斯康星州麦迪逊市)的2.1M外显子序列捕获芯片(6)将其富集。

测序采用了Illumina公司(加利福尼亚州圣地亚哥市)的基因组分析仪II平台，并使用序列比对程序SOAP(7)将测序片段比对到人类参考基因组序列上[美国生物技术信息中心(NCBI) 36. 3版]。

1深圳华大基因研究院，中国深圳，518083。

2中国科学院研究生院，中国北京，100062。

3加州大学伯克利分校综合生物学与统计系，美国加州，94820。

4华南理工大学生物系本科创新班，中国广州，510641。

5西藏自治区人民医院，中国拉萨，850000。

6加州大学戴维斯分校进化与生态学系，美国加州，95616。

7哥本哈根大学生物系，丹麦哥本哈根，1165。

8华南理工大学理学院本科创新班，中国广州，510641。

9深圳大学医学院基因组研究所，中国深圳，518060。

10拉萨市人民医院，中国拉萨，850000。

11西藏军区总医院，中国拉萨，850007。

12西双版纳傣族自治州人民医院，中国云南景洪，666100。

*以上机构及相关人员对本研究作出了贡献。

如有疑问请联系：E-mail：wangjian@ ( Ji.W.)；wangj@ ( Ju.W.)；rasmus_nielsen@ (R.N.)全外显子测序的平均深度为18倍(表S1)，但这并不能保证个别基因型的准确性。

因此，我们用贝叶斯统计法(5)估算出每个可能的基因型概率，从而估算出单核苷酸多态性(SNP)的概率和每个位点的人类等位基因频率。

在藏族样本中总共151825个SNPs有超过50%被识别出是可变的，有101668个超过99%的SNP是可变的(表S2)。

Sanger测序验证了56个SNPs 中的53个，至少包含95%的SNP和3%~50%的次等位基因频率。

等位基因频率的估算值显示存在过量的低频变异(图S1)，特别是在非同义SNPs中。

该数据与来自于北京的40个汉族人的基因组进行比较[样本来自于中测检测(CHB)人类基因组单体型图计划(HapMap)，属于1000个基因组计划的一部分()]，测序得出汉族人均大约4倍的覆盖度。

北京的海拔不超过50米，几乎所有的汉族人来自于海拔2000米以下。

在较低的遗传分化基础上汉族人样本与藏族人样本形成鲜明的对比(F ST= 0.026)。

这两个藏族村庄是体现该族遗传结构的最小单位(F ST= 0.014)，因此，我们可以将他们当着整个群体进行分析。

我们观察到，汉藏之间的等位基因频率有着很强的协方差(图1)，但是过量的SNPs在汉族中频率很低，在藏族中频率中等。

从两个群体同义位点的二维频谱，可以估算出人类历史模型(8)。

最佳拟合模型表明，藏族和汉族人群在2750年前出现分化，汉族人口从最初的小规模逐渐增大，藏族人口从最初的大规模逐渐减少(图S2)。

这估计是由于藏族人移民至汉族区，双方长期相互渗透所造成的。

图1 藏族(X轴)与汉族(Y轴)群体样本裸露位点的单核苷酸多态性(SNPs)二维频谱。

不同颜色标记的对数比例图显示出SNPs的数量。

箭头标识出EP AS1基因一对内含子的SNPs，与汉族样本比较，藏族样本的等位基因频率增长的更快。

表1 藏族人群的基因有着最大频率的改变。

下表列出藏族分支PBS值的前30名。

在这些基因座长达100kb的片段上，与氧有关联的候选基因被单独注释。

对于FXYD，其中F代表苯丙氨酸；Y代表酪氨酸；D代表天冬氨酸；X代表任何氨基酸。

基因功能描述附近候选基因群体分支统计P值EPAS1 内皮细胞含PAS结构域蛋白-1(EPAS1) (Self) 0.514 <0.000001 C1orf124 假定蛋白LOC83932 EGLN1 0.277 0.000203 DISC1 中止精神分裂症1 EGLN1 0.251 0.000219 ATP6V1E2 腺苷三磷酸酶，H+运输，溶酶体31 kD，V1 EPAS1 0.246 0.000705 SPP1 分泌磷蛋白1 0.238 0.000562 PKLR 丙酮酸激酶，肝脏，红细胞(Self) 0.230 0.000896 C4orf7 染色体4开放阅读框7 0.227 0.001098 PSME2 蛋白酶激活亚基2 0.222 0.001103 OR10X1 嗅觉感受器，10家族，X亚族SPTA1 0.218 0.000950 FAM9C 序列相似的9家族，成员C TMSB4X 0.216 0.001389 LRRC3B 包含3B富含亮氨酸的重复单位0.215 0.001405 KRTAP21-2 角蛋白相关蛋白21-2 0.213 0.001470 HIST1H2BE 组蛋白集群1，H2be HFE 0.212 0.001568 TTLL3 微管蛋白酪氨酸连接酶家族，成员3 0.206 0.001146 HIST1H4B 组蛋白集群1，H4b HFE 0.204 0.001404 ACVR1B A型活化素IB受体亚型前体ACVRL1 0.198 0.002041 FXYD6 FXYD域蛋白，包含离子转运调节0.192 0.002459 NAGLU α-N-乙酰葡糖胺糖苷酶前体0.186 0.002834 MDH1B 苹果酸脱氢酶1B，辅酶I(可溶) 0.184 0.002113 OR6Y1 嗅觉感受器，家族6，Y亚族SPTA1 0.183 0.002835 HBB β-球蛋白(Self), HBG2 0.182 0.003128 OTX1 Orthodenticle基因同源异型框1 0.181 0.003235 MBNL1 Muscleb lind类似蛋白1 0.179 0.002410 IFI27L1 干扰素，α-诱导蛋白27-类似1蛋白0.179 0.003064 C18orf55 假定蛋白LOC29090 0.178 0.002271 RFX3 调控因子X3 0.176 0.002632 HBG2 G-γ球蛋白(Self), HBB 0.170 0.004147 FANCA 范可尼贫血，互补群A (Self) 0.169 0.000995 HIST1H3C 组蛋白集群1，H3c HFE 0.168 0.004287 TMEM206 跨膜蛋白206 0.166 0.004537在群体间，拥有较强频率差异的基因是自然选择的潜在目标。

然而，简单的F ST值排序并不能表明哪个群体被自然选择所影响。

所以，我们通过加入与之有较远亲缘关系的第三群体，来估算特异人群等位基因频率的变化。

因此，我们检测了200个丹麦人的全外显子序列，收集并分析，用来对藏族样本进行描述。

通过比较这三个群体样本的三对F ST值，我们可以估算出从汉族人群分化出来以后，藏族人群频率的变化(5,9)。

我们发现，群体分支统计(PBS)在探究最近发生的自然选择上起着重要的作用(图S3)。

藏族人基因的极端PBS值显示出他们对高原环境具有很强的遗传适应性，最强的这些信号包含若干基因，已知它们具有输送氧气和调节作用(表1和表S3)。

总的来说，我们数据集里的34个基因(可归入基因本体论的“缺氧应答”类别)比全基因组的平均值具有更加显著的PBS 值(P=0.00796)。

表现出最强自然选择信号的基因是编码内皮细胞含PAS结构域蛋白-1(EPAS1)的基因。

基于丹麦人，汉族人和藏族人之间的频率差异，相对于其他基因，EP AS1基因在藏族分支中的存在时间更长(图2)。

为了证明自然选择的作用，我们将人口预测模型的中性模拟值与PBS值进行比较。

观察EP AS1发现，一百万次模拟没有一次超过PBS值。

在校正了测试基因的数目后，这一结果仍然是显著的(Bonferroni校正后，P<0.02)。

许多其他未经校正的基因，P值小于0.005(表1)，虽然多个测试在校正后没有一个是统计显著的，但是一些具有很多功能的基因表明，它们可能也有助于人类对高原环境的适应。

EP AS1也被称为缺氧诱导因子2α (HIF-2α)。

HIF家族的转录因子由两个亚基组成，有三个候补α亚基(HIF-1α, HIF-2α/EP AS1, HIF-3α)，二聚体的αβ亚基由ARNT(芳香羟受体核易位子) 或ARNT2编码。

HIF-1α和EP AS1都有自己独特的调控目标(10)，EP AS1狭义的表达型包括成人和婴儿的肺、胎盘和血管内皮细胞(11)。

EP AS1的一个蛋白质稳定突变与红细胞增多有关(12)，这表明EP AS1与红细胞产生的调控有关。

尽管我们的测序主要是针对外显子，但是一些侧翼区的内含子和非编码区(UTR)也被列入其中。

汉族和藏族人的EP AS1内含子的SNP有最大的频率差异(在汉族人样本中的等位基因频率为9%，藏族中为87%，表S4)，而没有氨基酸变异在人群中的频率超过6%。

直接导致变异体产生的可能是自然选择作用，或其他有关系的非编码变体影响EP AS1调控的结果。

详细的分子研究就需要调查，与基因表达的变化方向和幅度有关联的SNP，对组织和发育时间点的影响，以及下游靶基因对调控的改变。

50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制

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