序列结构通过异位基因转换塑造人类等位基因频率

群体遗传学对等位基因频率的解释通常始于一种单一起源假设：即某一变异仅发生过一次，随后其频率受到选择、遗传漂变和种群历史的共同塑造。我们在此表明，对于人类遗传变异中相当大的一部分，这一假设并不成立，而且这种失效具有可预测性：异位基因转换会一代又一代地重新引入相同的核苷酸改变，其发生速率受到基因组结构中两个固定属性的强烈制约，即同源模板长度以及供体—受体距离。在 gnomAD v4.1 的 5.34 亿个变异中，这种反复输入据估计可解释最稀有变异中的 4%，以及常见变异中超过 15% 的比例。 来自 11,963 个三联体的新生突变直接展示了这一过程：在同一变异已普遍存在的位置，突变率会精确地升高，最高可达 28 倍；而在长模板条件下，此类新产生的等位基因有 94% 与旁系同源供体一致。该效应在节段性重复区域内最强，但沿每条染色体均可观察到。受影响位点表现出降低的连锁不平衡，并且在常见频率下，在已报道的 GWAS 关联中减少了 30%–40%。对于这部分人类遗传变异而言，等位基因频率是由基因组序列结构所编码的，而非仅由群体遗传学过程所决定。

等位基因频率的群体遗传学解释通常始于一个单一起源假设：某一变异仅发生过一次，随后其频率受选择、遗传漂变和人口历史的共同塑造。在此，我们表明，对于相当一部分人类遗传变异而言，这一假设并不成立，而且这种失效具有可预测性：异位基因转换会在一代又一代中反复重新引入相同的核苷酸改变，其发生速率受到基因组结构中两个固定属性的强烈制约，即同源模板长度以及供体—受体距离。在 gnomAD v4.1 的 5.34 亿个变异中，这种反复输入估计可解释 4% 的最稀有变异以及超过 15% 的常见变异。

来自 11,963 个三联体的新生突变直接展示了这一过程：在同一变异已然常见的位置，突变率恰好升高至最高 28 倍；而在长模板条件下，此类新发等位基因有 94% 与旁系同源供体一致。该效应在片段重复区域内最强，但沿每条染色体均可延伸。受影响位点表现出降低的连锁不平衡，并且在常见频率下，在已报道的 GWAS 关联中减少了 30–40%。对于这部分人类遗传变异而言，等位基因频率是由基因组序列结构所编码的，而并非仅由群体遗传学过程所决定。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.26.747289v1?rss=1

🏷️ 异位基因转换 等位基因频率 人类遗传变异 群体遗传学 基因组结构