平衡選擇(Balancing Selection)檢測及應用


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1 平衡選擇概念

當一個位點上保留一個以上等位基因時,就會出現一種壓力選擇,即平衡選擇。

最經典的例子是:瘧疾與鐮狀細胞性貧血之間的平衡。

簡單來說,一個位點由A變B,AA使得人群患鐮狀細胞性貧血症,BB使得人群患瘧疾風險更高。AB雜合子則不會受瘧疾的影響,最多是輕微的貧血症狀。那么這個位點就會形成一種平衡選擇——左右為難,中間最好。

2 平衡選擇的檢測方法

Katherine開發了BetaScan,該工具可以檢測位點是否受到平衡選擇,具體見鏈接https://github.com/ksiewert/BetaScan

分析也就是一個命令的事:

python BetaScan.py -i SNPFreqs.txt

當然,如果你研究的是人類基因組的話,那么你是不需要自己算基因組的平衡選擇,Katherine已經貼心的幫你們完成這個工作了,你只需要下載就OK了。

人類基因組平衡選擇的下載信息http://coruscant.itmat.upenn.edu/data/SiewertEA_Full_BetaScores.tar.gz

注意:這個鏈接有1.8 GB,請確保有足夠的空間存儲。

Katherine還提供了另一個文件,是每個人群平衡選擇最高得分的全基因組信息http://coruscant.itmat.upenn.edu/data/SiewertEA_BetaScores.tar.gz

3 平衡選擇的應用

下面是受到平衡選擇的一個例子。

在3號染色體85.6Mb處,YRI, CEU,CHB,PJL 這4個群體的Beta得分均在20以上,此外,有17個群體在該處的Beta得分超過全基因組25%水平。說明這個基因座是受到平衡選擇的。

li8pcD.png

參考文獻:Siewert K M, Voight B F. Detecting long-term balancing selection using allele frequency correlation[J]. Molecular biology and evolution, 2017, 34(11): 2996-3005.


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