• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 июля
НИУ ВШЭ
767

Разработан новый метод анализа генетического перемешивания популяций

4.6

Исследователи Международной лаборатории статистической и вычислительной геномики НИУ ВШЭ совместно с иностранными коллегами предложили новый статистический метод анализа перемешивания популяций. Он позволяет точнее определять время и количество волн миграций. Так, в истории колумбийцев и мексиканцев (потомков коренных американцев, испанцев и африканцев) присутствуют два эпизода перемешивания, которые произошли около 350 и 200 лет назад для мексиканцев и 400 и 100 лет назад для колумбийцев.

Мексиканцы в традиционной одежде / ©Getty images

Результаты опубликованы в журнале Plos Genetics. Когда в 1953 году Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали структуру ДНК, они заявили, что «разгадали тайну жизни». Действительно, вся жизнь на Земле воспроизводится за счет постоянного деления клеток и копирования их генетического материала. ДНК передается потомкам из поколения в поколение, а геном человека представляет собой мозаику из генетических фрагментов наших предков, живших в разные эпохи. Чтобы понимать истоки генетического разнообразия современных людей, необходимо исследовать историю популяций: где жили наши предки, когда и куда они мигрировали, когда и с кем перемешивались.

Историю перемешивания популяций можно восстановить, если проанализировать связи между генетическими вариантами человека. В нашем геноме присутствует генетический материал отца и матери; далее своим потомкам мы передаем уже новые сочетания генетических вариантов, мозаику, составленную из геномов наших родителей. Это явление называется рекомбинацией.

Например, если мать — испанка, а отец — коренной американец, то у ребенка будет один испанский и один американский набор хромосом. Но своему ребенку он передаст уже набор хромосом, состоящий из сочетания участков испанского и американского происхождения (второй набор хромосом достанется ребенку от другого родителя).

Происхождение этих участков можно определить по последовательностям генетических вариантов, характерным для той или иной популяции. В каждом новом поколении рекомбинации будут перемешивать участки разного происхождения все сильнее и сильнее, разбивая эти характерные генетические последовательности. Со временем они распадаются, окончательно перемешиваясь между собой.

Таким образом, вычислив корреляцию между генетическими вариантами на разных участках хромосом и проанализировав силу их связей, можно сказать, сколько поколений назад произошло перемешивание популяций.

Более ранние методы анализа генетического перемешивания популяций позволяли оценить время последнего события перемешивания. Алгоритм был основан на анализе силы связи между парами генетических вариантов. Ученые из Международной лаборатории статистической и вычислительной геномики НИУ ВШЭ совместно с иностранными коллегами предложили анализировать тройки вариантов. Такой статистический метод позволяет моделировать более сложные сценарии перемешивания популяций: например, выделить два случая перемешивания и определить, сколько поколений сменилось с тех пор.

«Представим, что к берегам Америки впервые пристают корабли с европейскими переселенцами. Европейцы начинают осваивать новые территории и перемешиваются с коренным населением Америки. Однако через несколько поколений туда приплывают еще корабли с европейцами. Вот как раз наш метод и позволяет увидеть, что было две волны переселения, два эпизода перемешивания в разные временные периоды», — объясняет один из авторов статьи, стажер-исследователь лаборатории, студент МИЭМ ВШЭ Михаил Шишкин.

В качестве примера в работе были проанализированы генетические образцы популяции колумбийцев и мексиканцев, собранные в рамках проекта по созданию генетической базы данных 1000 Genomes. Обе эти популяции появились в результате перемешивания коренных американцев, испанцев и африканцев. Результаты расчетов показали, что в истории обеих популяций было по две волны перемешивания, которые произошли 13 и 8 поколений (350 и 200 лет) назад для мексиканцев и 15 и 4 поколения (400 и 100 лет) назад для колумбийцев.

«Наш метод требует больших объемов данных для работы: если для более ранних алгоритмов требовались десятки образцов, то нам нужны сотни. И сегодня есть возможность их получить. В нашем случае мы воспользовались генетической базой данных проекта 1000 Genomes. За последние 10 лет возможности расшифровки генома и обработки данных значительно расширились, так что количество доступных образцов больше не является ограничением», — рассказывает заведующий Международной лабораторией статистической и вычислительной геномики НИУ ВШЭ Владимир Щур

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — одно из крупнейших и самых востребованных высших учебных заведений России, стран СНГ и государств Восточной Европы. В НИУ ВШЭ представлены все уровни образовательной подготовки (от лицея для школьников до аспирантуры и MBA) по широкому спектру направлений в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также творческих специальностей. Научные подразделения ВШЭ — институты, центры, лаборатории, возглавляемые ведущими российскими и зарубежными учеными, ориентированы как на фундаментальные исследования, так и на прикладные разработки по заказам федеральных и региональных органов власти, министерств и ведомств, российских и зарубежных компаний. Высшая школа экономики стабильно занимает высокие места в предметных рейтингах Times Higher Education (THE) и QS, а также является единственным российским университетом в топ-50 рейтингов молодых университетов сразу двух агентств.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

Вчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: