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血液中の酸素キャリアであるヒト・ヘモグロビンは、2つのα様と2つのβ様グリビンモノマーで構成されています。11p15.5にあるβ-グロビン遺伝子クラスターは、1つの擬似遺伝子と、発現が2つの重要なスイッチを受ける5つの遺伝子で構成されています。HBDは、マイナー成人ヘモグロビン（HBA2）のΔ-グロビン鎖をコードします。これは生理学的に無関係であると想定されています。逆説的に、この遺伝子について多様性レベルの低下が報告されています。この研究では、さまざまな地理的背景からの大きなヒト集団パネルのβ-グロビンクラスター内の遺伝的変異の詳細な肖像画を探しました。ヨーロッパおよびアフリカの集団における2つの成体β-グロビン遺伝子（HBDおよびHBB）の2つの成体β-グロビン遺伝子（HBDおよびHBB）のコーディング領域と非コード領域を再定義し、β-グロビンクラスター（HBE、HBG2、HBG1、HBBP1、HBD、およびHBB）のデータを分析しました。1000ゲノムプロジェクトの一部としてシーケンスされた14の個体を代表する1,092人の個人。さらに、PanMapプロジェクトが提供するチンパンジーシーケンスデータを使用して、非ヒト霊長類の多様性レベルを評価しました。古典的な中立性テスト、経験的およびハプロタイプベースの研究に基づいた包括的な分析により、HBDとその隣人の偽遺伝子HBBP1が主に精製選択の下で進化していることが明らかになり、その役割は不可欠で冗長であることが示唆されました。さらに、β-グロビンクラスターのクロマチン立体構造に関する最近の研究に照らして、これら2つの領域での現代の多様性の減少の根底にある強力な機能的制約はタンパク質機能によって促進されたが、代わりに、可能性が高いという証拠を提示します。遺伝子発現の個体発生スイッチにおける調節の役割。
血液中の酸素キャリアであるヒト・ヘモグロビンは、2つのα様と2つのβ様グリビンモノマーで構成されています。11p15.5にあるβ-グロビン遺伝子クラスターは、1つの擬似遺伝子と、発現が2つの重要なスイッチを受ける5つの遺伝子で構成されています。HBDは、マイナー成人ヘモグロビン（HBA2）のΔ-グロビン鎖をコードします。これは生理学的に無関係であると想定されています。逆説的に、この遺伝子について多様性レベルの低下が報告されています。この研究では、さまざまな地理的背景からの大きなヒト集団パネルのβ-グロビンクラスター内の遺伝的変異の詳細な肖像画を探しました。ヨーロッパおよびアフリカの集団における2つの成体β-グロビン遺伝子（HBDおよびHBB）の2つの成体β-グロビン遺伝子（HBDおよびHBB）のコーディング領域と非コード領域を再定義し、β-グロビンクラスター（HBE、HBG2、HBG1、HBBP1、HBD、およびHBB）のデータを分析しました。1000ゲノムプロジェクトの一部としてシーケンスされた14の個体を代表する1,092人の個人。さらに、PanMapプロジェクトが提供するチンパンジーシーケンスデータを使用して、非ヒト霊長類の多様性レベルを評価しました。古典的な中立性テスト、経験的およびハプロタイプベースの研究に基づいた包括的な分析により、HBDとその隣人の偽遺伝子HBBP1が主に精製選択の下で進化していることが明らかになり、その役割は不可欠で冗長であることが示唆されました。さらに、β-グロビンクラスターのクロマチン立体構造に関する最近の研究に照らして、これら2つの領域での現代の多様性の減少の根底にある強力な機能的制約はタンパク質機能によって促進されたが、代わりに、可能性が高いという証拠を提示します。遺伝子発現の個体発生スイッチにおける調節の役割。
Human hemoglobins, the oxygen carriers in the blood, are composed by two α-like and two β-like globin monomers. The β-globin gene cluster located at 11p15.5 comprises one pseudogene and five genes whose expression undergoes two critical switches: the embryonic-to-fetal and fetal-to-adult transition. HBD encodes the δ-globin chain of the minor adult hemoglobin (HbA2), which is assumed to be physiologically irrelevant. Paradoxically, reduced diversity levels have been reported for this gene. In this study, we sought a detailed portrait of the genetic variation within the β-globin cluster in a large human population panel from different geographic backgrounds. We resequenced the coding and noncoding regions of the two adult β-globin genes (HBD and HBB) in European and African populations, and analyzed the data from the β-globin cluster (HBE, HBG2, HBG1, HBBP1, HBD, and HBB) in 1,092 individuals representing 14 populations sequenced as part of the 1000 Genomes Project. Additionally, we assessed the diversity levels in nonhuman primates using chimpanzee sequence data provided by the PanMap Project. Comprehensive analyses, based on classic neutrality tests, empirical and haplotype-based studies, revealed that HBD and its neighbor pseudogene HBBP1 have mainly evolved under purifying selection, suggesting that their roles are essential and nonredundant. Moreover, in the light of recent studies on the chromatin conformation of the β-globin cluster, we present evidence sustaining that the strong functional constraints underlying the decreased contemporary diversity at these two regions were not driven by protein function but instead are likely due to a regulatory role in ontogenic switches of gene expression.
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