从北亚到南美：通过基因组测序追溯人类最长迁徙历程
4秒后播放：
靶向BATF2-RGS2轴逆转T细胞耗竭增强肺癌抗肿瘤免疫的机制研究
从北亚到南美：通过基因组测序追溯人类最长迁徙历程
人类迁徙的史诗画卷中，美洲大陆的开拓史始终笼罩着层层迷雾。自非洲起源后，人类历经数万年跨越欧亚大陆，最终抵达美洲的历程充满争议：何时分化？如何迁徙？遗传结构如何演变？这些问题长期困扰学界。此前研究多基于全基因组基因分型数据，对北亚与南美原住民的基底分化、混合程度及隔离状态难以精准解析，而高覆盖全基因组测序的缺失更让精细种群遗传研究止步不前。
为破解这些谜团，GenomeAsia 100K 联盟的研究人员开展了一项跨大陆的基因组学研究。该团队对来自北亚、南美 27 个国家 139 个族群的 1537 名个体进行全基因组测序，结合公开的美洲原住民基因数据，构建了迄今为止最全面的北亚 - 美洲种群遗传图谱。研究成果发表于《SCIENCE》，为理解人类迁徙与适应提供了关键线索。
研究采用多维度技术策略：通过全基因组测序（平均覆盖度 > 20×）获取高分辨率遗传数据，运用 ADMIXTURE、主成分分析（PCA）等方法解析种群结构，借助 Relate、MSMC-IM 等模型推断种群动态历史，利用 XP-EHH、iHS 等算法扫描自然选择信号，并结合 ClinVar 和 DrugBank 数据库分析医学相关变异。样本涵盖西伯利亚游牧族群、北极狩猎采集者及南美原住民，为跨区域比较提供了坚实基础。
种群结构与混合历史
全基因组数据分析显示，北亚种群的遗传结构由 6 个祖先成分构成，其中西西伯利亚血统（以克特人、涅涅茨人为代表）是当代西伯利亚人、部分东北欧及中亚人的共同祖先。约 1 万年前，西西伯利亚祖先广泛分布于西伯利亚，但如今其种群规模已缩减 73.6%，濒临边缘化。西白令海种群（如科里亚克人、因纽特人）遗传独特性显著，与美洲原住民亲缘关系密切 —— 科里亚克人携带 5% 美洲原住民血统，因纽特人更高达 28%，暗示 700-5100 年前存在基因交流。
南美原住民则呈现四大祖先谱系的星状分化模式，约 1.39 万至 1 万年前，亚马逊人、安第斯人、查科美洲印第安人及巴塔哥尼亚人从共同祖先快速分化。安第斯血统在秘鲁古代样本中占主导，巴塔哥尼亚血统则富集于智利、阿根廷古人类，印证了南美大陆的遗传连续性。
种群动态与遗传多样性
种群历史模型揭示，旧石器时代末期（约 2.68 万至 1.93 万年前），北亚与美洲原住民祖先分化，恰逢末次冰盛期（LGM）。随后南美祖先经白令陆桥南迁，在冰盖南缘分化为南北支，约 1.45 万年前抵达巴塔哥尼亚，完成人类史上最长距离迁徙（从非洲至南美南端）。然而，地理隔离（如安第斯山脉、亚马逊雨林）与迁徙导致的奠基者效应，使南美种群遗传多样性显著降低 —— 亚马逊人、巴塔哥尼亚人的纯合子 runs（ROHs）长度与数量远超非洲人群，HLA 基因多样性与核苷酸多样性呈强负相关（r=-0.78），免疫基因多样性丧失可能增加疾病易感性。
环境适应的遗传印记
北极环境塑造了西白令海种群的独特遗传特征：CPT1A 基因的 Pro479Leu 变异（rs80356779）在因纽特人中频率高达 90%，该变异通过调节脂肪酸代谢增强产热，虽与代谢疾病相关，但在北极人群中受正选择保留；LPAR1 基因 3'UTR 区变异（rs1043128）则可能参与体温调节，其 G 等位基因在因纽特人中频率 90%，显著高于其他种群。
安第斯高原人群则演化出低氧适应机制：EPAS1 基因的 His→Arg 变异（rs570553380）在克丘亚人中频率 28-45%，该基因通过调控红细胞生成适应高原低氧环境，与藏族人群的适应性变异独立起源，展现趋同进化特征。
医学遗传学与保护意义
研究在 GA100K:NENA 数据中鉴定出 67,252 个临床相关变异，其中 529 个致病变异分布于 280 个基因。西欧亚人群携带更多杂合致病变异，可能与欧洲人群研究偏倚相关；尼夫赫人、安达曼岛民则出现纯合致病变异富集，提示隔离种群的遗传负荷风险。此外，77 个药物不良反应相关变异在种群间频率差异显著，为精准医学提供了地域遗传数据支撑。
结论与启示
这项研究以基因组测序为画笔，重新勾勒了人类跨洲迁徙的壮丽图景：从北亚到南美的迁徙不仅是地理征服，更是遗传与环境协同进化的历程。四大南美祖先谱系的快速分化、北极与高原的适应性进化、种群隔离导致的遗传多样性流失，共同书写了人类适应辐射的复杂篇章。研究同时警示，殖民时代以来的种群衰退（如巴塔哥尼亚 Kawésqar 人缩减 79.68%）与文化流失，正威胁着这些独特遗传资源的存续。未来，整合种群历史与遗传多样性数据，将为疾病研究、药物开发及原住民保护提供关键科学依据，而尊重传统生态智慧、守护生物与文化多样性，更是人类文明可持续发展的必然选择。
请您填写留言
