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人类进化历程中的近期自然选择：如何从分子遗传学中找证据-VG图的模式识别

2011 年 05 月 25 日 xuemei 浏览：770

目前，分子遗传学与心理学、认知神经科学的结合，促使了基因与行为的关联研究数量激增。在一个研究中，候选基因和位点的选择，直接关系到研究的成果。传统的确定候选基因和位点的方法不外乎三种：已有的临床研究、动物研究以及基因关联研究中报道过的位点和基因；选择有功能的多态位点，如导致氨基酸改变；选用tag SNP 进行GWS研究。这三种方法中，前两种比较有针对性，不费钱，也容易出结果，但很难发现新的基因和位点。第三种方法，考虑到经费和统计上的校正问题，虽说有可能发现新的位点，但实际上研究效率很低。

有没有第四种方法呢？有，就是利用现有的各种基因数据库，站在分子进化论的角度，从基因多态位点的结构和分布中寻找基因和位点近期选择的蛛丝马迹，然后推测造成近期选择压力的人类行为或特质。这种方法首先要求能够从海量的基因数据中寻找近期选择的基因和多态位点，主要是学会看两种图。涉及到的知识其实都是基于高中的孟德尔遗传定律，只是从群体的角度，用概率统计的方法去理解孟德尔遗传定律。第一种是VG图（http://pga.gs.washington.edu/），第二种是看u-shape curve.

先说第一种图，什么是VG图呢？就是在一定的region范围中有很多SNP位点，把其中的一个SNP位点拿出来考察。把这个SNP位点的两种纯合子都挑出来。在每个纯合子中，把其他的SNP位点的纯合子、杂合子用不同的颜色表示出来。在这个图中，每一列代表一个SNP，从左到右是按照base position的顺序排列，每一行代表一个被试，横竖交叉的小格子代表基因型。详细的介绍可以参看网页：http://pga.gs.washington.edu/。下面就是一张VG图。这张图中有横竖两条灰线，竖线代表当前考察SNP位点的base position，横线（separate line）的上下分别是当前考察位点的两个纯合子被试，当前考察的SNP位点在88124340bp。而第一列代表的是在88025134bp的一个SNP。第一列下来可以看到separate line上面的格子都是蓝色，说明，当前考察SNP位点（88124340bp）的一种纯合子被试在88025134的这个SNP位点上也都是纯合子，即当前考察SNP位点（880124340bp）的与第一列代表的位点（88025134bp）连锁在一起。这个图的关键还不在这里。大家注意到separate line的下面，横竖格子几乎都是相同的颜色，这就是haplotype block，说明当前位点（88124340bp的下面一种纯合子的allele与周围的snp存在连锁不平衡，但是上面一种纯合子的allele却没有，即两种allele与周围SNP的结构存在差异。从孟德尔遗传定律来说，两个allele应该是一样的。所以这种差异提示下面一种allele可能受到近期的选择，导致它周围的SNP都随着它一起保留下来。为什么说是可能呢，因为这还关系到allele frequency和allele age。如果allele 很年轻，频率又很高，存在这样的大的block，说明是近期选择，这就涉及到U-shape 曲线了。

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标签：gene, natural selection, VG plots