Hamblin2000 人 定向选择 选择性清除

Hamblin M T, Di Rienzo A. 2000. Detection of the signature of natural selection in humans: evidence from the Duffy blood group locus. American journal of human genetics, 66(5): 1669–1679.

考虑自然选择对于理解基因组中变异的水平和模式至关重要。图1显示了在定向选择下的理想化系谱：新突变确定性地进行固定而没有重组，并且除了携带突变的分支之外的所有分支都丢失，导致与所选位点相关的中性变异的丧失。这种用于方向选择对与有利突变相关的变异模式的影响的模型通常被称为“选择性清除”。这个过程首先由Maynard Smith和Haigh（1974）建模，他们表明，变异损失的程度取决于选择的强度，这决定了固定的时间和重组的速度。清除完成后，新的突变开始积累，但是，因为系谱是“星形的”，所以低频突变体会占优势（Hudson 1990）。因此，这种方向选择模型对变异模式进行了两种截然不同的预测：一种预测是多态性减少，另一种预测是等位基因频率谱存在偏斜。
虽然很明显方向选择可以对序列变异的模式产生显着影响，但很少有经验工作致力于表征人类的这种影响。由于方向选择是物种形成和适应的基本过程，因此识别人类定向选择目标的能力对于理解物种的进化至关重要。许多涉及到解剖学上现代人类过渡的位点在转变时期望在物种范围内进行方向选择，而许多其他适应，例如由于选择压力的空间和时间变化（例如，气候，暴露于病原体和饮食）可能仅限于特定人群。
少数发表的种内序列变异研究已经有一个先前的定向选择假设，已经考虑了几个假定参与果蝇性选择的位点（Aguade 1998; Tsaur等1998），鲍鱼（Metz等1998），海胆（Metz和Palumbi，1996）和家鼠（Karn和Nachman，1999），以及玉米中的teosinte bran1位点（Wang等，1999），其在驯化期间已被人工选择。然而，在这些研究中，没有一项研究确定了选择中的实际突变。

figure 1

图1 受简单选择性清除影响的基因组区域的谱系。 虚线表示在扫描期间丢失的谱系。 注意扫描前后家谱形状的差异。

Tajima's D是基于（基于分离位点的数量）和（序列之间的成对差异的平均数量）之间的差异的统计量。在中立和平衡下，这两个指标具有相同的期望，D将接近0，但是，在定向选择之后，过量单个突变将导致D为负（Tajima 1989a，1989b）。
在我们的分析（表2）中，意大利样本的D值为正，非洲样本总数为负，但只有Mandinka样本对于所调查的两个地区都具有负D值。 尽管这些D值中的一些的幅度很大，但它们都没有显着不同于0。当样本量和分离位点的数量很小时，Tajima's D检测选择效果的能力很弱（Simonsen等人1995年）。
如上所述，预期选择性清除会导致过量的单一突变。 Fu和Li（1993）D统计量特异性地测试单个突变的数量是否与中性一致，给定突变的总数。 在非洲样本中，只有拥有两个单身的Mandinka具有接近显着性的D（D = -1.808; P ≈ .10）。 其他样本均未显示偏离中性预期。
群体遗传学理论预测，这种最近的（即0.3-0.5N代）选择清除描应该在选择目标周围的基因组区域留下明显的特征。 与基因组的其他部分相比，预计变异会减少，并且预计确实发生的突变频率较低，导致负的Tajima's D（Simonsen等1995）。