人类和大猿中17q21.31位点的反复结构变异及近期基因重组

《Nature Communications》：Recurrent structural variation and recent turnover at the 17q21.31 locus in humans and great apes

　　

摘要

人类17q21.31基因座包含多个复杂的结构单倍型，其中包括一个约970千碱基对的倒位。不同的倒位单倍型与导致库伦-德弗里斯综合征（Koolen-de Vries syndrome）的微缺失易感性以及生育率和重组率的变化有关。本研究利用210个单倍型解析的人类基因组数据以及基于泛基因组图谱的方法，鉴定了11种不同的结构单倍型，其中一些此前尚未被描述。我们将分析扩展到一组大猿的基因组数据，发现黑猩猩中存在一个独立的倒位结构，该倒位比人类中的倒位多出650千碱基对，涵盖了5个额外的基因，并且形成时间比人类中的倒位晚约200万年。通过短读长测序数据，我们对来自107个人群的约5174名个体的17q21.31基因座单倍型多样性进行了研究，发现欧洲和南亚人群中包含KANSL1基因重复序列的单倍型频率较高；同时还发现了8次倒位单倍型与非倒位单倍型之间的双重组事件，这些重组事件的长度范围为20至180千碱基对。最后，通过对626个古代欧亚人类基因组的研究，我们发现过去1.2万年间，欧洲人群中包含KANSL1基因重复序列的单倍型频率增加了约6倍。综上所述，我们的研究结果揭示了这一在医学上具有重要意义的基因位点在人类和大猿中的动态变化、复杂性以及反复出现的独立进化过程。