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如何判断Y-SNP的原始类型和突变型?

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发表于 2010-8-9 16:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:22 编辑

如何从DNA突变推测出人和猩猩等有共同祖先?
人和猩猩,大猩猩等有共同祖先,假设称为A,

究竟是先确定A,默认M91就是从A来?

还是先分析人和猩猩,大猩猩等的snp,然后确定有A?
发表于 2010-8-9 19:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 19:38 编辑

楼主很强大,能把主贴的内容写得和主题毫无关系,也真是不容易。

如何从DNA突变推测出人和猩猩等有共同祖先?
---人和猩猩等有共同祖先,不是根据DNA的测试结果判断的。 这个观点首先是生物学上的分类学的结果。根据分类学,人类属于动物界-脊索动物门(脊椎动物亚门)-哺乳纲-灵长目(类人猿亚目)-人科。

以下摘抄一位挚友的论述:

六十年代早期就有科学家利用亚洲猿(亚洲褐猿和长臂猿)、非洲猿(大猩猩和黑猩猩)与人类血液中的蛋白质分子研究他们之间的相互关系,结果发现人类与非洲猿关系最近[7]。但由于这次实验只是给出了定性的结果,并没有引起广泛的关注。随后美国加州大学伯克利分校的两位分子生物学家—Sarich和Wilson类似的研究[8]成为了分子人类学诞生的标志事件。他们采用定量的方法比较现代人类和非洲猿类的血清蛋白的差异,得出了人猿分离时间为距今约500万年前。而当时科学界普遍认为的人猿分离发生在距今1,500万~3,000万年前,主要证据是当时被认为是人类祖先的腊玛古猿(Ramapithecus)生活在距今约1,300万年前(图1-3 A)。Wilson和Sarich的结果与之相距甚选,一经提出马上受到大部分古人类学家的质疑和非议。虽然Sarich对这些批评也做出了强烈的回应,留下了如“分子生物学家确信他们研究的分子都有祖先,而古生物学家只能希望他们研究的化石留下了后代”等经典辩论[9],真正给他们平反的还是考古学。随着考古研究的不断深入,大量新的古猿化石出土,特别是80年代Pilbeam和Andrews分别发现的古猿化石否定了腊玛古猿是人类祖先的推断,彻底颠覆了古生物学家原来的观点。新的观点认为人和最近的亲属黑猩猩在500万到700万年前发生分歧。而原来认为是人类祖先的腊玛古猿只是西瓦古猿(Sivapithecus)的一种,是现在分布在亚洲褐猿的祖先(图1-3 B)。这个观点和Wilson 和Sarich的结论非常一致。1983年Sarich正式提出了分子人类学(Molecular Anthropology)的概念[10]。
发表于 2010-8-9 19:40 | 显示全部楼层
我猜测主贴中楼主想要询问的是: Y-SNP系统树是怎么建立的? 怎么能确定某一种状态是突变型还是原始型?
发表于 2010-8-9 19:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 20:23 编辑

关于这个问题,最早的一篇文献如下。 金力教授也是作者之一,金力教授同样也是现有发现新Y-SNP位点的技术-RFLP的创始人之一。

Nature Genetics  22, 164 - 167 (1999)
Determination of ancestral alleles for human single-nucleotide polymorphisms using high-density oligonucleotide arrays。
使用高密度寡聚核苷酸晶片发现的人类基因组单核苷酸突变的祖型的确定

Joseph G. Hacia1, Jian-Bing Fan2, Oliver Ryder3, Li Jin4, 5, Keith Edgemon1, Ghassan Ghandour2, R. Aeryn Mayer1, Bryan Sun1, Linda Hsie2, Christiane M. Robbins1, Lawrence C. Brody1, David Wang6, Eric S. Lander6, Robert Lipshutz2, Stephen P.A. Fodor2 & Francis S. Collins1

Here we report the application of high-density oligonucleotide array (DNA chip)-based analysis to determine the distant history of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in current human populations. We analysed orthologues for 397 human SNP sites (identified in CEPH pedigrees from Amish, Venezuelan and Utah populations1) from 23 common chimpanzee, 19 pygmy chimpanzee and 11 gorilla genomic DNA samples. From this data we determined 214 proposed ancestral alleles (the sequence found in the last common ancestor of humans and chimpanzees). In a diverse human population set, we found that SNP alleles with higher frequencies were more likely to be ancestral than less frequently occurring alleles. There were, however, exceptions. We also found three shared human/pygmy chimpanzee polymorphisms, all involving CpG dinucleotides, and two shared human/gorilla polymorphisms, one involving a CpG dinucleotide. We demonstrate that microarray-based assays allow rapid comparative sequence analysis of intra- and interspecies genetic variation.


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发表于 2010-8-9 20:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:05 编辑

现在已经有了比较完善的Y-SNP系统数,新发现的位点,只要测以下上下游的位点就OK了。

过程大意如下:

但在没有系统树的时候,我们如何确定一个人类基因中的突变是原始型呢?

黑猩猩和大猩猩的基因组与人的差异分别是1.5%,1.2%,单和它们的基因组进行比较是不够的。 一开始,将发现的397个人类的SNP多态位点在在所有动物上测试(原文如此:in all
animals.,亦见图)。从其中挑选了在80%的动物中都有确定分型,没有歧义的位点进行下一步分析。第三步,在同一物种中的所有个体的测试结果都一致的位点筛选出来。在三种灵长类分别有这么多位点: Ptr 271 sites,Ppa 281 sites,Ggo 278 sites。然后,在三个灵长类中都一致的位点,有220个。最后,在所有的(已测的)物种中,都一致的位点,共有214个位点。  这214个位点,被确定为 “原始类型”,人类身上与之有差异的,就被称为突变型。


Ptr, Pan troglodytes (common chimpanzee); 黑猩猩
Ppa, Pan paniscus (pygmy chimpanzee); 倭猩猩
Ggo, Gorilla gorilla (gorilla).  大猩猩
如何确定SNP是不是原始型.gif
发表于 2010-8-9 20:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 20:28 编辑

由于单核苷酸突变,也就是SNP突变,通常被认为是二态的,即不是突变性就是原始型。所以可以进行通过逻辑判断,决定在人类的群体中的所有突变的上下有关系。


此文献是纯方法论的文献,比较难读懂,有兴趣的人可以自己阅读一下,绝对提高阅读能力......
发表于 2010-8-9 20:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 20:34 编辑

如果通过逻辑关系判断上下游关系?  举例:
1 2 3 4  5 6 7 8 9 10
A T C G G C A T T A;
A T C G G C A T T A;
A T C G G C A T T A;
A T C G G C G T C A;
A T C G G C G T T A;
A T C G G C A T T A;

判断:在第七位点上A是原始型而G是突变型,第九位点上T是原始型而C是突变型。突变7是突变9的上游位点。
发表于 2010-8-9 20:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:26 编辑

疑问:这样判断不是游问题吗?  如果我找到更多的样本,在第七位点上是G而使得A变成少数,不就可以判断G是原始类型而A才是突变型了吗?

---这是对的。 确实会发生这样的错误。避免错误的办法就是找到足够多的样本以代表全世界的人的状态。可惜的是,这并不难,找一个非洲人,欧洲人和亚洲人,差不多就可以分辨出来了。更何况,在美国,就算找一个澳大利亚土著,恐怕也不难。  
     科学是不断进步的,不断纠正错误的。这也是正常的。

不过,某一个位点上ATGC哪个比例高,并不意味着就是原始类型。比如 著名的出非洲世系 M168是C->T突变。将全世界的人的数据放在一起,会发现T比例高,但T才是突变型。所以重要的是逻辑。

再此外,Y上的SNP突变,也并非全部都是二态的,也有平行的突变,这些位点通过分析,排除系统数之外即可。 Y上有平行突变,不影响Y-SNP系统数本身的逻辑性。
发表于 2010-8-9 20:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:08 编辑

我见到的最早的针对全球的Y-SNP系统树,大概是这篇:(Su et al. (1999)主要关注东亚,因此不算

Mol. Biol. Evol. 18(7):1189–1203. 2001

Hierarchical Patterns of Global Human Y-Chromosome Diversity

Michael F. Hammer,*† Tatiana M. Karafet,* Alan J. Redd,* Hamdi Jarjanazi,*
Silvana Santachiara-Benerecetti,‡ Himla Soodyall,§ and Stephen L. Zegura†

其他各家系统树还有:a) Jobling and Tyler-Smith (2000) and Kaladjieva et al. (2001); (b) Underhill et al. (2000); (g) Hammer et al. (2001); (d) Karafet et al. (2001); (e) Semino et al. (2000); (z) Su et al. (1999); and (h) Capelli et al. (2001).


Su et al. (1999)提出的H系统,在复旦沿用了满久的时间。

发表于 2010-8-9 20:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:06 编辑

之后有YCC的2002的系统树:

http://ycc.biosci.arizona.edu/nomenclature_system/fig1.html
发表于 2010-8-9 20:56 | 显示全部楼层
Mark A. Jobling* and Chris Tyler-Smith‡的2003年的系统树:

THE HUMAN Y CHROMOSOME:AN EVOLUTIONARY MARKER COMES OF AGE
发表于 2010-8-9 20:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 20:59 编辑

2005年,FamilytreeDNA牛起来,发布了其系统数:

FTDNA 2005 Y-Chromosome Phylogenetic Tree.jpg

2008年的:

http://www.familytreedna.com/pdf-docs/2008-Y-Chromosome-Phylogenetic-Tree.pdf
发表于 2010-8-9 20:59 | 显示全部楼层
教学贴,谢谢兰版科普!
发表于 2010-8-9 21:01 | 显示全部楼层
Tatiana M. Karafet, Fernando L. Mendez, Monica B. Meilerman, Peter A. Underhill, Stephen L. Zegura and Michael F. Hammer  2010年发表的新系统树:

New binary polymorphisms reshape and increase resolution of the human Y chromosomal haplogroup tree
发表于 2010-8-9 21:03 | 显示全部楼层
当然,www.isogg.org  专注与不断更新Y-SNP系统树,当然是必须收藏的网页。
发表于 2010-8-9 21:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:21 编辑

另一个疑问,也是 一般分子人类学爱好者,包括我最初都头疼的问题:

单倍群名称老是变,看着人头晕,到底是怎么回事?
为什么M7一下叫 H7, 又叫O3d,又叫O3a4,又叫O3c,又叫O3a3b? 传说马上又要改变名称?


根本原因是:不断发现新的位点,改变了原有的上下游或平行关系。

A nomenclature system for the tree of human Y-chromosomal binary haplogroups 这篇文献规定了Y-SNP的命名的规则。
发表于 2010-8-9 21:22 | 显示全部楼层
要变也应该是也来越合理才对吧
发表于 2010-8-9 21:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 ranhaer 于 2010-8-9 21:25 编辑

具体情况有以下:

待续...
发表于 2010-8-9 22:26 | 显示全部楼层
楼主是想问线粒体夏娃的事情吧?;PP
发表于 2010-8-9 22:32 | 显示全部楼层
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