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完整的、单倍型解析的基因组组装为理解人类基因组中结构复杂且快速演化区域的演化提供了前所未有的洞见；然而，要确定这些位点的起源及其演化背景，还需要构建我们最近缘亲属——黑猩猩和倭黑猩猩（Pan属）——群体尺度的泛基因组资源。 在本研究中，我们对来自4个不同Pan属支系的58个单倍型进行了测序和组装，获得了高连续性的组装结果（contig NG50中位数为54 Mb），其中包括8个接近T2T水平的基因组。这些基因组揭示了此前难以解析的遗传变异，与短读长估计相比，使不同群体的全基因组遗传多样性估计提高了6–37%。我们鉴定出跨物种反复出现的结构多态性，这些多态性影响与免疫应答和宿主-病原体相互作用相关的基因，并发现与单核苷酸变异（SNV）相比，结构变异（SV）在跨物种层面产生高影响效应的可能性高出170至260倍。通过比较灵长类中的SV模式，我们发现不同物种之间转座元件突变率的差异可高达3倍。我们表明，与人类疾病相关的短串联重复（TR）位点在人类中发生了特异性扩张，使我们物种更易感于这些TR扩增性疾病。 经物理分相的单倍型使我们能够重建全基因组范围的谱系历史，从而揭示了在平衡选择作用下得以维持的古老功能性遗传变异，以及黑猩猩亚种中近期适应的信号。若干与疟疾相关的位点表现出古老的结构多态性，其中包括非洲类人猿特异性的血型糖蛋白（GYP）基因扩张。我们刻画了人类和黑猩猩中多样化血型糖蛋白单倍型的序列、结构和组成。我们鉴定出在人类中独立发生的、具有疟疾保护作用的GYPA-B融合事件，以及黑猩猩中由古老和近期融合事件共同产生的新型血型糖蛋白基因，这表明在人族谱系中存在针对病原体抗性的平行适应。 总体而言，我们的资源强调了非人灵长类群体尺度泛基因组学对于理解复杂基因组结构的演化以及我们濒危现生最近缘物种生物多样性的关键重要性。
完整的、单倍型解析的基因组组装为理解人类基因组中结构复杂且快速进化区域的演化提供了前所未有的洞见；然而，要确定这些位点的起源及其演化背景，仍需建立我们最近缘亲属——黑猩猩和倭黑猩猩（Pan属）——群体尺度的泛基因组资源。在此，我们对来自4个不同Pan谱系的58个单倍型进行了测序和组装，获得了高连续性的组装结果（contig NG50中位数 = 54 Mb），其中包括8个近端粒到端粒（near-T2T）基因组。这些基因组揭示了此前难以解析的遗传变异，与基于短读长的估计相比，使不同群体全基因组范围内的遗传多样性估计提高了6%至37%。我们鉴定出跨物种反复出现的结构多态性，这些多态性影响了与免疫反应和宿主—病原体相互作用相关的基因，并发现与单核苷酸变异（SNV）相比，结构变异（SV）在跨物种层面产生高影响效应的可能性高出170至260倍。通过比较灵长类中的SV模式，我们发现不同物种间转座元件突变率的差异最高可达3倍。我们表明，与人类疾病相关的短串联重复（TR）位点在人类中发生了独特扩张，使我们这一物种更易罹患这类TR扩张性疾病。物理定相的单倍型使重建全基因组范围的谱系历史成为可能，从而揭示了在平衡选择作用下得以维持的古老且具有功能意义的遗传变异，以及黑猩猩各亚种近期适应的遗传信号。若干与疟疾相关的位点表现出古老的结构多态性，其中包括非洲类人猿特异性的血型糖蛋白（GYP）基因扩张。我们刻画了人类和黑猩猩中多样化血型糖蛋白单倍型的序列、结构和组成。我们鉴定出人类中独立发生的、具有疟疾保护作用的GYPA-B融合事件，以及黑猩猩中新型血型糖蛋白基因；这些基因源于古老和近期的融合事件，表明在人族谱系中针对病原体抗性的平行适应。总体而言，我们构建的这一资源凸显了非人灵长类群体尺度泛基因组学对于理解复杂基因组结构的演化以及我们濒危现生最近缘亲属生物多样性的关键重要性。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.06.730619v1?rss=1
🏷️ 泛基因组 结构变异 灵长类进化 选择压力 单倍型组装 宿主-病原体互作