Разработан новый метод анализа генетического перемешивания популяций
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно