image: （A）基于群体SNP的遗传结构。（B）基于民族特异甲基化位点的表观遗传结构。（C）基于不同CpG位点甲基化值的表观遗传距离与总体遗传距离的correlation 变化曲线，CpG 位点按Pst值从大到小排列。（D）民族间表观遗传距离与遗传距离的correlation变化曲线。（E）民族内表观遗传距离与遗传距离的correlation变化曲线。 view more
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Science China Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）近期在线发表了题为“Genome-wide DNA methylation landscape of four Chinese populations and epigenetic variation linked to Tibetan high-altitude adaptation”的论文。该研究由西北工业大学王文教授组织，联合复旦大学徐书华教授，中科院北京生命科学研究院孙中生研究员，西北农林科技大学田鹏副教授等国内学者，通过double strand bisulfite sequencing（DSBS）测序技术, 研究了中国汉、藏、蒙、壮四个民族群体中的遗传变异、DNA甲基化变异及两者间的区别与关联，并通过比较藏族与其他低海拔人群的甲基化水平，发现表观遗传可能在藏族人高原适应过程发挥作用。
DNA甲基化作为真核生物基因组重要的表观遗传标记，在许多细胞生物学过程中发挥作用。已有研究表明DNA甲基化在不同人群中存在差异，并与遗传和环境因素均有关联。中国是世界人口第一大国，由56个民族组成，不同民族在地理分布、生活习惯等方面存在差异，其中最典型的就是藏族人对青藏高原低氧、高紫外线环境的适应显著不同于其他民族。然而截止发稿前，针对中国不同民族间DNA甲基化水平的差异，以及表观遗传是否与藏族人高原适应相关还未有报道。
该研究采集了来自汉、藏、蒙、壮四个民族32份个体血液样本，通过近期孙中生研究员课题组开发的DSBS方法，同时获取基因组序列变异和DNA甲基化信息，揭示了DNA甲基化在民族间的差异。该研究表明，基于全基因组DNA甲基化位点的表观遗传结构不同于基于群体SNP的遗传结构可以区分不同的民族群体（图1A），仅有少部分甲基化位点存在显著的民族差异并可以区分不同民族（图1B）；然而民族差异显著的甲基化位点与个体间的总体遗传差异并没有显著的相关性，反而是非民族差异的甲基化位点与总体遗传差异更相关（图1C-E），说明民族特异的甲基化变化可能主要取决于民族间的环境差异而非遗传差异。通过对比藏族与其他非藏族人群的甲基化水平，发现基因组许多差异甲基化位点显著富集于高原适应相关途径，如低氧胁迫响应，在一些已知高海拔适应遗传选择位点如EPAS1， EGLN1 基因区域存在显著的甲基化差异（图2），提示表观遗传变化可能与藏族高原适应关联并发挥作用。此外，该研究也探讨了Nanopore三代测序技术在读取DNA甲基化信息的直接性，并与DSBS数据对比说明了该技术的可靠性和可行性。该研究提供了首个高分辨率的中国几个重要民族的DNA甲基化变异图谱，并为说明表观遗传与藏族高海拔适应存在关联提供了重要数据支持。
西北工业大学林泽山博士、复旦大学陆艳副研究员、北京希望组生物科技有限公司余国亮博士、北京大学肿瘤医院滕花景副研究员为论文第一作者，西北农林科技大学田鹏副教授、西北工业大学王文教授、复旦大学徐书华教授为论文通讯作者，中国科学院北京生命科学研究院孙中生研究员等参与了该课题。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、基础科学中心项目、上海市重大科技专项等项目资助。
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