灵长类动物的DNA突出了对人类健康的应用

由 IBE (CSIC-UPF) 的 ICREA 研究员和庞培法布拉大学 (UPF) 医学与生命科学系 (MELIS) 遗传学教授 Tomàs Marquès-Bonet 领导的一项新调查，Kyle Farh (Illumina)和 Jeffrey Rogers(贝勒医学院)，通过对化石遗骸的研究，结合了来自 233 个灵长类物种的 800 多个个体的基因组测序，涵盖了地球上所有现存灵长类物种的近一半，通过化石遗骸的研究，将灵长类动物基因组的数量乘以四迄今为止可用。该研究提供了有关灵长类动物遗传多样性和系统发育的新信息，这对于了解和保护与我们最接近的物种的生物多样性非常重要。

通过将来自 233 个物种的 809 个非人类灵长类动物个体的基因组与人类基因组进行比较，该研究确定了 430 万个常见的错义突变，这些突变会影响氨基酸的组成，并会改变蛋白质的功能，从而导致许多人类疾病。

罕见的错义突变会增加患病风险

人类和临床遗传学的局限性之一是目前无法在数十万种突变中检测出导致疾病的突变。目前，由于缺乏遗传信息或涉及大量遗传因素，许多常见疾病(例如糖尿病和心脏病)的遗传原因尚不清楚。有些疾病被认为起源于一组具有“轻微”影响的遗传变异或突变共同作用导致多基因起源的疾病，如糖尿病或癌症。

Illumina 人工智能副总裁 Kyle Farh 表示：“在已确定的 430 万个错义突变中，有 6% 在灵长类动物中大量存在，因此在人类疾病中被认为是‘潜在良性’，因为这些动物可以容忍它们的存在。”

得益于 PrimateAI-3D 深度学习算法，已经实现了对致病突变的识别。PrimateAI-3D是由世界领先的DNA测序公司Illumina开发的人工智能(AI)算法，是一种使用基因组序列代替人类语言的遗传学ChatGPT。

对灵长类动物进化和人类独特性的新见解

该项目的发布包括迄今为止产生的最完整的灵长类动物基因组信息目录，涵盖了地球上所有现有灵长类动物物种的近一半。它包含来自亚洲、美洲、非洲和马达加斯加的灵长类动物的信息。

根据 Tomàs Marquès-Bonet 的说法，“人类是灵长类动物。研究数百种非人类灵长类动物基因组，考虑到它们的系统发育位置，对于人类进化研究非常有价值，可以更好地了解人类基因组和我们奇点的基础，包括基础人类疾病，以及它们未来的保护”。

这些研究还表明，灵长类动物的遗传学并不总是与其分类学相匹配。我们发现了几个案例，其中灵长类物种之间的关系最好被描述为复杂的网络状而不是简单的分支树。

另一项研究更深入地研究了狒狒物种的进化，狒狒是一个庞大而多样的猴子群体，表明物种之间发生了几次以前未被认识到的杂交和基因流动事件。此外，我们发现来自坦桑尼亚西部的黄色狒狒是第一个从三个不同谱系接受基因输入的非人灵长类动物。“这些结果表明，狒狒谱系的种群遗传结构和渐渗历史比以前认为的要复杂，这表明狒狒是人类、尼安德特人和丹尼索瓦人进化的良好模型”，Jeffrey Rogers 说。贝勒医学院人类基因组测序中心和分子与人类遗传学系副教授，共同领导了这项研究。

“我们的研究提供了关于哪些物种最迫切需要保护工作的线索，并有助于确定保护它们的最有效策略。”其中一项研究的第一作者 Lukas Kuderna 断言。

最后，新的基因组目录将被认为完全属于人类的基因组创新数量减半。这一观察有助于识别与灵长类动物不共享的突变，这些突变可能因此是人类进化所独有的以及使我们成为人类的特征。