Absence of association between SNPs in the promoter region of the insulin-like growth factor 1 (IGF-1) gene and longevity in the Han Chinese population

Previous studies have indicated that genetic variations in the factors of insulin/insulin-like growth factor 1 (IGF-1) signaling pathway could influence human life-span by affecting IGF-1 levels. The promoter region of the IGF-1 gene is an obvious candida

SNPNB: analyzing neighboring-nucleotide biases on single nucleotide polymorphisms (SNPs)

SNPNB is a user-friendly and platform-independent application for analyzing Single Nucleotide Polymorphism NeighBoring sequence context and nucleotide bias patterns, and subsequently evaluating the effective SNP size for the bias patterns observed from the whole data. It was implemented by Java and Perl. SNPNB can efficiently handle genome-wide or chromosome-wide SNP data analysis in a PC or a workstation. It provides visualizations of the bias patterns for SNPs or each type of SNPs.

Characterization of 12 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in Pacific abalone, Haliotis discus hannai

We report here for the first time 12 polymorphic single nucleotide polymorphisms (SNPs) in a commercially important gastropod, Pacific abalone (Haliotis discus hannai) that were identified by searching expressed sequence tag database. These SNP loci (seven nuclear and five mitochondrial SNPs) were polymorphic among 37 wild abalone individuals, based on a four-primer allele-specific polymerase chain reaction analysis. All loci had two alleles and the minor allele frequency ranged from 0.027 to 0.473. For the seven nuclear SNPs, the expected and observed heterozygosities ranged from 0.053 to 0.499 and from 0.054 to 0.811, respectively.

拟南芥AST基因的精细作图

拟南芥ast (anthocyanin spotted testa) 突变体是由碳离子束诱导产生的与花青苷生物合成有关的突变体，受单隐性核基因控制。由于花青苷的异常积累，突变体未成熟种子的种皮呈现紫红色的斑点;野生型植株幼嫩的种皮没有花青苷的异常积累，呈淡绿色。初步作图分析表明，AST基因定位于拟南芥第I号染色体上，并且位于SSLP分子标记nga280和CAPS分子标记PAB5之间。 AST基因与SSLP分子标记nga280紧密连锁，遗传距离为3.2cM;与CAPS分子标记PAB5相距较远，遗传距离为21.1cM。 采用DDRT-PCR的策略，分析野生型与突变型植株未成熟角果中基因表达的差异。通过调整DDRT-PCR中总RNA、锚定引物、随机引物、cDNA和dNTP等关键试剂的用量，优化了适用于银染检测的DDRT-PCR方法。PCR扩增产物经6%变性聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳分离后，银染能检测到多而清晰的条带。泳道中的条带数最少为40个，最多达80个，平均为60个，条带大小分布在100bp-900bp范围，银染的灵敏度为5pg/mm2。此方法操作简便快速，灵敏度高，重复性好。采用这个改良的的方法，分析了拟南芥野生型和ast突变型植株未成熟角果中16,000个cDNA扩增产物条带，从中筛选出28个差异条带。二次PCR扩增后，进一步筛选出10个差异表达的cDNA条带，其中6个是野生型特异表达的，4个是突变型特异表达的。对这10个差异片段进行测序。BLASTN分析表明，这10个差异表达的cDNA片段与数据库中花青苷生物合成途径中的结构基因和调节基因序列没有同源性，表明用DDRT-PCR的方法克隆特定的AST基因有一定的局限性。 利用图位克隆（map-based cloning）的策略，对拟南芥AST 基因进行克隆。根据拟南芥数据库中的SNPs (simple nucleotide polymophisms) 序列和插入/缺失多态性（insertion/deletion polymorphisms）序列，设计了一系列分子标记。利用这些分子标记，对600个F2代有突变表型的植株进行重组子筛选，完成了对拟南芥AST基因的精细作图，成功地将AST 基因定位到BAC克隆T13M11上。初步确定该BAC克隆中的基因T13M11.8 可能是AST基因。该基因的DNA序列长1432bp，含有6个外显子和5个内含子，编码的蛋白与花青苷生物合成途径中的二氢黄酮醇4-还原酶有较高的同源性。功能互补实验正在进行当中。

Y染色体遗传学证据支持现代中国人起源于非洲

为研究该地区现代人类独立起源的可能性,对来自中国各地的9988例男性随机样本进行M89,M130和YAP3个Y染色体单倍型的基因分型。这些位于Y染色体非重组区的突变型M89T,M130T和YAP~(+)均来自另一Y染色体单倍型M168T,M168是除非洲以外所有现代人及部分非洲人共同具有的一种古老的突变型,在除非洲以外地区没有发现一例个体具有比M168更古老的突变型。在M168突变基础上产生的M89~(+),M130(-)和YAP~(+)3种Y染色体单倍型在中国人群中的基因频率分别93.4%,3.7%和2.9%,结果显示近万分样品无一例外具有这3种突变型之一。因此认为Y染色体的证据并不支持独立起源假说。这也是目前支持现代中国人非洲起源假说最新的遗传学证据。

Y-chromosome haplotype distribution in Han Chinese populations and modern human origin in East Asians

We investigated the distribution of Y-chromosome haplotype using 19 Y-SNPs in Han Chinese populations from 22 provinces of China. Our data indicate distinctive patterns of Y chromosome between southern and northern Han Chinese populations. The southern po

TYR 基因外显子1 的序列变异与家猪的起源研究

为了分析家猪与野猪的遗传多样性及起源, 测定了来自12 个中国地方家猪品种、3 个欧洲引进猪品种以 及8 个中国野猪和2 个越南野猪共36 个个体的酪氨酸酶基因( T YR) 外显子1 的序列,共检出6 个单核苷酸多态性 位点(SNPs) ,且这6 个位点的变异均为同义突变,根据这些变异可将酪氨酸酶基因DNA 序列归结为4 种单倍型。 结合已发表的数据,构建了简约中介网络图。在网络图中,单倍型T YR 3 2 主要为欧洲家猪与欧洲野猪和3 条亚洲 家猪染色体。大部分亚洲家猪和野猪共享单倍型T YR 3 1 ,表明这是1 个亚洲类型的单倍型;同时也有部分欧洲家 猪与野猪携带这一单倍型。而单倍型T YR 3 3 和T YR 3 4 为本研究检测到的稀有单倍型,这两种单倍型主要由中 国家猪与亚洲野猪组成。这种网络图结构支持家猪的欧洲和亚洲独立起源学说,同时也表明,相当部分的欧洲家 猪品种受到亚洲猪的基因渗透,而少量中国家猪和日本野猪也受到了欧洲猪的基因渗透。

Evolution of the DRD2 gene haplotype and its association with alcoholism in Mexican Americans

The human D2 dopamine receptor gene (DRD2) plays a central role in the neuromodulation of appetitive behaviors and is implicated in having a possible role in susceptibility to alcoholism. We genotyped an SNP in DRD2 Exon 8 in 251 nonalcoholic, unrelated, healthy controls and 200 alcoholic Mexican Americans. The DRD2 haplotypes were analyzed using the Exon 8 genotype in combination with five other SNP genotypes, which were obtained from our previous study. The ancestral origins of the DRD2 polymorphisms have been determined by sequencing the homologous region in other higher primates. Twenty DRD2 haplotypes, defined as H1 to H20 based on their frequency from high to low, were obtained in this major minority population. The ancestral haplotype "I-132-G-C-G-A1" and two one-step mutation haplotypes were absent in our study population. The haplotype H1, "I-B1-T-C-A-A1", with the highest frequency in the population, is a three-step mutation from the ancestral form. The first five or eight major haplotypes make up 87% or 95% of the entire population, respectively. The prevalence of the haplotype H1+ (H1/H1 and H1/Hn genotypes) is significantly higher in alcoholics and alcoholic subgroups, including early onset drinkers and benders, than in their respective control groups. The Promoter -141C allele is in linkage disequilibrium (LD) with five other loci in the nonalcoholic group, but not in the alcoholic group. All of the other five loci are in LD in both the alcoholic and control groups. The DRD2 TaqI B allele is in complete LD with the allele located in intron 6. Five SNPs, Promoter -141C, TaqI B (or Intron 6), Exon 7, Exon 8, and TaqI A, are sufficient to define the DRD2 haplotypes in Mexican Americans. Our data indicate that the DRD2 haplotypes are associated with alcoholism in Mexican Americans. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Positive selection drives population differentiation in the skeletal genes in modern humans

During the course of evolution, the human skeletal system has evolved rapidly leading to an incredible array of phenotypic diversity, including variations in height and bone mineral density. However, the genetic basis of this phenotypic diversity and the relatively rapid tempo of evolution have remained largely undocumented. Here, we discover that skeletal genes exhibit a significantly greater level of population differentiation among humans compared with other genes in the genome. The pattern is exceptionally evident at amino acid-altering sites within these genes. Divergence is greater between Africans and both Europeans and East Asians. In contrast, relatively weak differentiation is observed between Europeans and East Asians. SNPs with higher levels of differentiation have correspondingly higher derived allele frequencies in Europeans and East Asians. Thus, it appears that positive selection has operated on skeletal genes in the non-African populations and this may have been initiated with the human colonization of Eurasia. In conclusion, we provide genetic evidence supporting the rapid evolution of the human skeletal system and the associated diversity of phenotypes.

Natural selection on EPAS1 (HIF2 alpha) associated with low hemoglobin concentration in Tibetan highlanders

By impairing both function and survival, the severe reduction in oxygen availability associated with high-altitude environments is likely to act as an agent of natural selection. We used genomic and candidate gene approaches to search for evidence of such genetic selection. First, a genome-wide allelic differentiation scan (GWADS) comparing indigenous highlanders of the Tibetan Plateau (3,200 3,500 m) with closely related lowland Han revealed a genome-wide significant divergence across eight SNPs located near EPAS1. This gene encodes the transcription factor HIF2 alpha, which stimulates production of red blood cells and thus increases the concentration of hemoglobin in blood. Second, in a separate cohort of Tibetans residing at 4,200 m, we identified 31 EPAS1 SNPs in high linkage disequilibrium that correlated significantly with hemoglobin concentration. The sex-adjusted hemoglobin concentration was, on average, 0.8 g/dL lower in the major allele homozygotes compared with the heterozygotes. These findings were replicated in a third cohort of Tibetans residing at 4,300 m. The alleles associating with lower hemoglobin concentrations were correlated with the signal from the GWADS study and were observed at greatly elevated frequencies in the Tibetan cohorts compared with the Han. High hemoglobin concentrations are a cardinal feature of chronic mountain sickness offering one plausible mechanism for selection. Alternatively, as EPAS1 is pleiotropic in its effects, selection may have operated on some other aspect of the phenotype. Whichever of these explanations is correct, the evidence for genetic selection at the EPAS1 locus from the GWADS study is supported by the replicated studies associating function with the allelic variants.

Sequence context analysis of 8.2 million single nucleotide polymorphisms in the human genome

We analyzed n-mers (n=3-8) in the local environment of 8,249,446 human SNPs and compared their distribution with that in the genome reference sequences. The results revealed that the short sequences, which contained at least one CpG dinucleotide, occurred

东亚现代人群起源与史前迁移的群体遗传学和古DNA研究

现代人起源和史前迁移问题的遗传学研究是一个受到广泛关注的研究领 域。首先，它可以解答人类所关心的关于自身的起源以及我们祖先的史前活动问 题；其次，现代人祖先分开并扩散到世界各地，由于受到不同的外界环境和不同 的历史事件的影响，遗传上发生相应的变化，形成现有人群之间不仅在外表上存 在差异，同时在对疾病的易感性方面也存在差异。近年来的研究还发现，不同人 群之间在对药物的反应上也存在差异。 因此，人群起源与史前迁移研究对生物 医学研究也至关重要。目前，世界各地人群的起源和史前迁移问题的研究已经取 得很多进展，东亚之外的其它各个地区现有人群的起源和迁移已经相当清楚，东 亚现代人的起源对完整回答现代人的起源问题至关重要。 东亚现代人史前早期迁移的问题还存在很大争议，对现有研究结果的解释 甚至存在冲突。通过对东亚地区现有人群展开系统采样，并对东亚特有的Y 单 倍型遗传标记进行扫描，以东亚现代人特有的单倍型组O3-M122 下的各个特征 位点为遗传标记，我们对来自东亚地区的2332 份男性样本进行了研究。结果发 现，O3-M122 单倍型组为东亚现代人群的主导单倍型，其平均频率是44.3％。 以SNPs 突变特征为背景，展开SNPs-STRs 相结合的研究，通过大量的分析和统 计检验，从STRs 数据上可以看出东亚现代人南部人群的O3-M122 单倍型组的 多样性比北方人群高。这一证据揭示出东亚现代人特有单倍型O3-M122 突变为 东亚南部起源，然后随着东亚现代人早期的由南向北迁移活动而扩散到北方。利 用SNPs-STRs 相结合的遗传学分析手段，推导出东亚特有单倍型组O3-M122 伴 随人群由南向北的早期迁移事件发生于距今约25000～30000 年以前，这一结论 与东亚现代人的化石证据推断的结论相一致。O3-M122 单倍型组的史前早期迁 移事件有助于从遗传学角度透视东亚现代人早期迁移的路线和起源问题。 东亚地区现代人史前迁移活动遗留下神秘的悬棺文化一直令人费解，考古学的推论存在很大争议。我们利用遗传学手段对现存悬棺文化的保留人群展开研 究，采用父系和母系遗传标记相结合的方法探讨悬棺文化的传播人群的族源。从 遗传上看，悬棺葬俗的拥有人群不论从母系还是父系遗传学证据都为典型的东亚 南方人群。 为最终解决东亚现代人起源和史前迁移问题，我们对考古发掘出来的东亚 地区现代人化石展开古DNA（ancient DNA, aDNA）研究。目前，aDNA 分析的 技术和手段已经建立并逐步成熟，并且积累了一定量的东亚现代人的aDNA 数 据，这一研究还在继续。aDNA 最终会为解答东亚现代人起源和史前迁移问题提 供强有力的遗传学证据。

microRNA 在灵长类中的进化及其对靶基因表达变异度的影响

microRNAs（miRNAs）是基因组中广泛编码的一类小RNA 基因，存在于绝大多数多细胞生物中，而且在各种生物学过程中都起着举足轻重的作用。miRNAs 在转录后水平通过与mRNAs 的3’UTRs 序列互补识别靶基因，并引起靶基因的降解或阻遏其翻译。在动物中，一个miRNA 可以调控数百个靶基因的表达。大多数miRNAs 在物种间高度保守，暗示了其功能的重要性。然而，非保守的miRNAs可能对物种特有新功能的产生有贡献。为了回答miRNAs是如何起源，如何进化的问题，我们研究了两个非保守miRNA 家族在灵长类中的进化历史。第一个miRNA 家族位于X 染色体上，在灵长类中的数目比狗或啮齿类中的多。我们比较了这一家族在灵长类主要分支－人、大猿、小猿、旧大陆猴和新大陆猴中的序列情况，发现了这一家族在灵长类中的快速进化。这种快速进化包括频繁的串联重复和碱基替换现象。此外，在人和黑猩猩中还发现了相应进化分支特有的替换，可能会导致分支特有的新miRNAs 的产生。对这一miRNA 家族在不同发育阶段恒河猴睾丸中的表达分析揭示了miRNA 表达变化和雄性性成熟之间的负相关，暗示这一家族在睾丸发育和精子成熟中可能起的调节作用。最后，我们认为，像蛋白编码基因一样，与雄性生殖功能相关的miRNAs 容易受到性选择而发生适应性进化。第二个miRNA 家族是位于19 号染色体上的一个灵长类特有的家族。通过分析和比较这一家族以及其临近区域在9 个不同灵长类物种中的序列，我们发现了 Alu 介导的这一家族的产生和扩张。序列比较表明，物种内和物种间miRNAs 的序列分歧相似；同时，在各个灵长类分支中均存在基因拷贝的获得和丢失，也存在基因的假基因化。由此表明，这一家族在灵长类中经历了典型的“生－死”进化历程，暗示这个家族的miRNA 基因在灵长类的进化中其功能可能发生了多样化，以适应不同灵长类物种在发育过程中的需要。此外，二级结构的保守性和前体miRNAs 区域的低SNP 密度都表明这一家族受到功能性约束。最后，我们进一步分析了这一家族在胎盘和胎儿大脑中的表达，揭示其对灵长类胚胎发育可能的重要性。除了研究miRNAs 在灵长类中的进化，我们还探讨了miRNAs 对基因表达变异度的影响。通过对已发表的193 例人类大脑基因表达谱的分析发现，基因在人群中的表达变异的大小和调控它的miRNA 数目呈正比，这暗示了miRNAs 对基因表达变异度的直接影响。相比于不受miRNA 调控的基因，受到两个以上 miRNA 核心区调控的基因有较高的表达变异度，不受miRNA 类型的影响。同时，我们还证明，人群中靶基因miRNA 识别序列上的变异（SNPs）会进一步导致靶基因表达变异的增加。我们的研究表明miRNAs 是影响人群中基因表达变异度的因素之一。

四川和云南汉族长寿老人长寿机理研究

随着社会的发展，人均寿命的延长，人口老龄化已经成为我国不可回避的社会 问题。老年人在医疗卫生保健方面的花费远远超过普通人群。健康长寿老人能避 免或者延缓年龄相关疾病的发生，从而减少在卫生保健方面的花费；另外，长寿 老人的子女在年龄相关疾病方面的患病率也显著低于年龄相匹配的对照组。因 此，开展健康长寿方面的研究，一方面可以提高老年人的生活质量，另一方面可 以改善由于人口老龄化而引起的社会问题。 我国长寿老人大多零散分布在乡区，并且由于长寿老人的身体条件等原因， 给完整的收集相关数据带来困难。国内关于长寿的研究主要集中在城镇，而且由 于人群、地域、生活方式等差异我们也不能完全借鉴国外的研究成果。因此,我 们对四川和云南汉族健康长寿老人进行横断面研究,并对其长寿机理进行探索。 从亲缘关系上我们把样品分为：长寿组、血缘组和无血缘组三个组；从年龄上分 为：≤59、60-89、90-94 和≥95 四个组。在实验中，我们测定了常规体检指标， 常见促炎细胞因子和抗炎细胞因子水平以及其调控区的单核苷酸多态性。 一般认为随着年龄增加血糖水平升高，并且高水平的 HDL-C 和高比率的 HDL-C/TC 以及低TC,TG 和LDL-C 水平有利于长寿。都江堰长寿老人血糖水平偏 低，显著低于血缘组和无血缘组以及其他年龄组；调整年龄后，都江堰≥95 岁 年龄组的血糖水平显著高于90-94 年龄组；血糖水平在性别间不存在显著差异。 都江堰长寿老人LDL-C 水平在90-94 和≥95 年龄组显著低于其他年龄组，≥95 年龄组显著低于90-94 年龄组；调整性别后，90-94 年龄组女性的LDL-C 水平显 著高于男性水平，其他年龄组在性别间差异不显著；女性≥95 年龄组显著低于 90-94 年龄组，但在男性中差异不显著。TG 和TC 水平在都江堰和红塔两地各组 中的变化趋势都存在着差异，在性别间比较发现两地各年龄组变化趋势都一致， 仅在90-94 年龄组女性都显著高于男性。HDL-C 水平和HDL-C/TC 在都江堰和红 塔两地各组中变化趋势不一致，调整性别后HDL-C/TC 在90-94 年龄组两地女性 的比率都显著大于男性。通常IL6、IL10 和TNFα 水平随着年龄增加而升高。云 南长寿老人的IL6 水平显著高于血缘组和无血缘组，性别之间的差异不显著。 IL10 水平长寿组显著高于无血缘组，TNFα 水平在各组间差异不显著，由于这两 种细胞因子在绝大多数个体中呈本底水平表达，很难分析年龄与它们水平的相关性。在这三种细胞因子调控区的常见SNPs 位点上，许多研究表明il10-1082 和 il6-174 位点和长寿存在着一定的相关性，tnfα-308 位点与长寿不存在相关性。 在我们收集的样品中il6-174 位点不存在多态性。男性个体的il10-592A 和-819T 的等位基因频率在长寿组显著高于无血缘组，在-1082 位点与长寿不存在相关性。 tnfα-238A 和-308A 等位基因频率在长寿组中显著高于无血缘组，在各组单倍型 间的差异显著，G-G 单倍型在长寿组中呈下降趋势；调整性别后，两位点的等位 基因频率在各组间的差异不显著，但单倍型在各组间差异显著，变化趋势同调整 性别前一致。 总之，四川都江堰长寿人群的血糖水平和LDL-C 水平比较低，都江堰和云南 红塔两地长寿老人的血脂水平存在着地域差异。与前人的研究结果比较,汉族人 群的IL6、IL10 和TNFα水平以及常见的启动区SNPs 位点可能存在人种差异。