Алтайская 2а: Стройматериалы оптом и в розницу — Стройбаза Пермь

Чтобы получить нулевое распределение баллов S * , мы выполнили моделирование слияния, не включая интрогрессию, с использованием ms (Hudson 2002). Демографические параметры, а также скорость рекомбинации и количество параметров сегрегации сайтов для моделирования слияния использовались, как в Taskent et al. (2017). В частности, мы выбрали количество сегрегационных сайтов из равномерного распределения с диапазоном 30–350 и размером шага пять. Скорость рекомбинации, с другой стороны, была взята из однородного распределения с естественным логарифмическим преобразованием в диапазоне от -10.От 25 до 2,75 см / Мб с шагом 0,25 см / Мб. В общей сложности 20000 последовательностей длиной 50 т.п.н. были сгенерированы для 13 африканцев и 20 жителей Восточной Азии и Западной Европы каждая путем коалесцентного моделирования для каждой пары сегрегационный сайт-скорость рекомбинации (всего 68

0 имитаций для 3445 случаев рекомбинации-числа сегрегационных сайтов). комбинации параметров, дополнительный материал, рисунок S1). Демографические параметры, использованные в моделировании, следующие:

1. Дивергенция африканского и неафриканского населения в 51 тыс. Лет назад.

2. Дивергенция европейского и восточноазиатского населения в 23 тыс. Лет назад.

3. Постепенный рост неафриканского населения с 23 до 5 тысяч лет назад, эффективная численность населения Восточной Азии (Ne) составила 8 879, а европейская Ne – 9 475. Африканский Ne оставался на уровне 14 474 в течение этого периода.

4. Быстрый рост всех популяций, начиная с 5 тыс. Лет назад, до современной численности населения 424 000 африканцев, 512 000 европейцев и 1 370 990 жителей Восточной Азии.

5. Скорость миграции была зафиксирована следующим образом: 1.498975 × 10 ⁻⁴ между африканцами и предками европейцев и выходцев из Восточной Азии, 2,498291 × 10 ⁻⁵ между африканцами и европейцами, 7,794668 × 10 ⁻⁶ между африканцами и выходцами из Восточной Азии и 3,107874 × 10 ⁻⁵ человек между европейцами и выходцами из Восточной Азии.

Пример сценария ms: ms 106 20000 -s 290 -r 2.667

S * для евразийских последовательностей, сгенерированных с помощью этих симуляций, и были сгенерированы нулевые распределения S * -баллов для каждого сайта сегрегации и пары параметров скорости рекомбинации.

Для сравнения эмпирических оценок S * , рассчитанных для гаплотипов, обнаруженных в тестовых геномах, с распределениями нулевых оценок S * , мы вычислили общее количество сегрегационных сайтов, которое S * использовало для 33 общих современные человеческие геномы (20 евразийских тестовых геномов, 13 эталонных геномов йоруба) в пределах каждого окна размером 50 т.п.н., а также средняя скорость рекомбинации для этих сайтов. Данные о скорости рекомбинации для SNV были получены из набора данных карты рекомбинации HapMap (International HapMap Consortium et al. 2007). Затем мы сравнили эмпирические оценки S * с нулевыми распределениями S * для последовательностей, созданных с помощью моделирования слияния, с количеством сегрегационных сайтов и параметрами скорости рекомбинации, соответствующими эмпирическим результатам. Гаплотипы, обнаруженные в геномах человека с оценкой S * , превышающей значение квантиля 0,99 нулевого распределения, рассматривались как предположительно интрогрессированные гаплотипы.

Поскольку S * использует информацию о генотипе для определения регионов, где расположены интрогрессированные гаплотипы, он не делает различий между фазированными гаплотипами.Чтобы обнаружить гаплотипы в фазированных геномах человека, мы применили дополнительный фильтр, подсчитав количество производных аллелей в каждой фазированной хромосоме отдельного генома для SNV, которые S * использовал для обнаружения предположительно интрогрессированных фрагментов для этого человека. Только гаплотипы, обнаруженные на хромосомах, несущих более половины производных аллелей для S * SNV, были сохранены после этого фильтра. Затем мы объединили перекрывающиеся гаплотипы S * , обнаруженные для различных современных евразийских геномов.Объединенный гаплотип начинается от наиболее значимого SNV для S * , наиболее значимого в восходящем направлении, до наиболее значимого для нисходящего S * SNV для перекрывающихся гаплотипов S * и охватывает все перекрывающиеся области. Чтобы оценить, насколько тесно связаны предположительно интрогрессированные гаплотипы с архаичными геномами, мы рассчитали средние попарные нуклеотидные различия (пи-символ) между объединенными, фазированными гаплотипами S * и двумя высококачественными геномами неандертальцев (алтайский неандерталец (Prufer et al. al. 2014) и Виндия Неандерталец (Prufer et al. 2071)), а также денисовский геном (Meyer et al. 2012).

Мы использовали собственные скрипты Python и оболочки для выполнения статистики S * , нахождения S * -значимых гаплотипов, поиска фазированных S * -значимых гаплотипов и вычисления средних попарных нуклеотидных различий (π) между S * – значимые предположительно интрогрессированные гаплотипы и два генома неандертальцев. Скрипты, которые мы использовали для этого анализа, можно найти в следующем репозитории GitHub: https: // github.com / taskent / Множественная интрогрессия неандертальцев. Для остальных анализов и построения рисунков мы использовали R-скрипты.

Расчеты остатков для сравнений нуклеотидных различий:

Учитывая нулевую гипотезу об одном импульсе интрогрессии из линии неандертальцев Виндия в предков евразийцев, мы выполнили линейный регрессионный анализ, где π между S * – значимым (предположительно интрогрессированных) гаплотипов и генома неандертальца Виндия использовались в качестве объясняющей переменной, а соответствующие значения для генома алтайского неандертальца использовались в качестве переменной ответа.

Байесовское моделирование:

Для байесовского анализа мы смоделировали три «популяции»: люди, Алтай и Виндия. Из каждой популяции мы взяли один гаплоидный геном. Причина, по которой мы выбрали один гаплоидный геном для каждой популяции, заключается в том, что при использовании только одного генома демография становится несущественной (поскольку нет объединения только с одним геномом). В нашем моделировании две популяции неандертальцев присоединились друг к другу в прошлом в течение периода 0.1625–0.18125 (в сливающихся единицах времени).Если предположить, что Ne составляет 10 000, а время генерации составляет 20 лет, то этот период соответствует 130 000–145 000 лет. Все три популяции присоединяются друг к другу в период между 0,625 и 0,875, , то есть , между 500000 и 700000 лет. Основываясь на известном возрасте реальных экземпляров, мы взяли образцы гаплотипов Алтая и Виндии 120 000 и 50 000 лет назад соответственно.

Приоры для времен разделения популяции (вперед во времени) или объединения (назад во времени) были единообразными (со значениями, которые мы указали выше).Между двумя популяциями неандертальцев в течение определенного периода времени происходит миграция. Это время распределяется равномерно (априорное) между временем отбора проб и временем объединения двух популяций неандертальцев. Также существует миграция (поток генов) между Homo sapiens и Altai (в модели одиночной интрогрессии) и между Homo sapiens и двумя неандертальцами в модели двойной интрогрессии. Опять же, период интрогрессии равномерно распределяется между временем выборки Алтая (который старше) и временем слияния двух популяций неандертальцев.(В сценарии с одним миграционным событием миграция может происходить между моментом отбора проб на Алтае и моментом слияния всех трех популяций). Приоры снова стали однородными. Мы пробовали другую скорость миграции (не из распределения, а из разных значений; эти значения были M = 0,1, 1, 10, 50, , т.е. , M = 4 Nm , где m – вероятность человека, являющегося мигрантом, , т. е. , что он произошел из другой популяции, чем население выборки).В целом, мы смоделировали нуклеотидные различия между этими тремя «популяциями» для 500 независимых фрагментов, и общее количество смоделированных наборов данных составляет 2000. Значения байесовского фактора были низкими (~ 1), и мы не могли сделать вывод, была ли одинарная или двойная интрогрессия были предпочтительнее.

Моделирование для проверки вероятности совместного использования аллелей между алтайскими неандертальцами и популяциями Восточной Азии:

Мы наблюдали, что вариант делеции с относительно высокой частотой аллелей и связанный с ним гаплотип наблюдается только в популяции Восточной Азии (и в меньшей степени в популяции Южной Азии). ) демонстрировали явные признаки интрогрессии именно из алтайской линии неандертальцев.Чтобы проверить вероятность этого наблюдения, мы смоделировали один импульс интрогрессии от Виндиджа-подобной линии к предкам евразийцев. Мы отобрали 200 восточноазиатских, 200 европейских и 200 африканских гаплотипов длиной 1 Мб для современных людей и по 2 гаплотипа для каждого из архаичных геномов (алтайского, виндийского и денисовского). Интрогрессированные SNP в евразийских геномах можно отслеживать с помощью кода msprime, который мы использовали (код можно найти здесь: github.com/taskent/Multiple-Neanderthal-Introgression-/blob/master/msprime_one_pulse_of_admixture.ру). Поскольку делеция, расположенная на хромосоме 9 , характерна только для алтайских неандертальцев и жителей Восточной Азии, мы подсчитали количество интрогрессированных производных аллелей, обнаруженных в геномах Восточной Азии, но не в геномах Европы или Африки (африканская частота <0,05) и делится только с алтайскими неандертальцами (но не с неандертальцами Виндия или денисовцами). Затем мы разделили это число на (1) общее количество интрогрессированных SNP и (2) общее количество SNP, в которых восточноазиатский геном (ы) несут интрогрессированный сегмент с производным аллелем.Результаты показывают, что наблюдение такого локуса, как делеция хромосомы- 9 , маловероятно при сценарии с одним импульсом интрогрессии из линии Vindija в предков евразийцев. Среди 1087951 полных интрогрессированных вариантов только 19 из них являются производным аллелем, общим для жителей Восточной Азии и алтайских неандертальцев. Это маловероятно ( P = 0,0002). Более того, это остается крайне маловероятным, даже если мы рассматриваем только те варианты, в которых интрогрессированный вариант является производным аллелем ( N = 96,304) ( P = 1.75 × 10 ⁻⁵ ). Результаты остаются качественно неизменными, когда мы добавили миграцию между линиями неандертальцев (скорость точечной миграции = 0,1, 0,05 и 0,01) в моделировании.

Общие варианты делеции:

Данные о полиморфизме делеции для современных людей были собраны в рамках проекта «1000 геномов», фаза III (Консорциум проекта 1000 геномов и др. 2015). Проект «1000 геномов» (фаза III) обнаружил 33 350 больших делеций (> 50 п.н.), полиморфных для 2504 геномов человека из 26 популяций.Поскольку идентификация делеций в вышеупомянутом исследовании была проведена после обширных усилий по валидации, мы использовали этот набор данных в нашем анализе. Средний размер делеций, включенных в этот набор данных, составляет 12202,65 п.н. (SD = 36025,85 п.н., средний размер = 3776 п.н .; Рисунок S2).

Чтобы обнаружить делеционные варианты, общие для древних гомининов и современных людей, мы генотипировали геномы древних гомининов на предмет делеционных вариантов, полиморфных у современных людей. Геномы древних гомининов, использованные в этом анализе, следующие: высококачественный геном алтайского неандертальца из Сибири (~ 50-кратное среднее покрытие; Prüfer et al. 2014), высококачественный геном неандертальца Виндия из Хорватии (примерно 30-кратный средний охват; Prüfer et al. 2017), низкокачественные геномы неандертальца Гойе из Бельгии и неандертальца Les Cottés из Франции (в 2,2 раза и 2,7-кратное среднее покрытие для неандертальцев Гойе и Les Cottés соответственно; Hajdinjak et al. 2018), а также высококачественный геном денисовца из Сибири (~ 30-кратное среднее покрытие; Meyer et al. 2012). Хотя образец алтайских неандертальцев датируется примерно 130 000 лет назад (Prüfer et al. 2014), оставшиеся образцы неандертальцев относятся к гораздо более ранним временам, все между 50 000 и 40 000 лет назад (Prüfer et al. 2017; Hajdinjak et al. 2018). Линия предков этой последней группы неандертальцев заменила более ранние популяции неандертальцев в Западной Европе и, следовательно, были отнесены к категории поздних неандертальцев (Hajdinjak et al. 2018).

Файлы .bam для геномов неандертальцев и денисовцев были загружены из интернет-хранилищ Института эволюционной антропологии им. Макса Планка: Altai Neanderthal, http: // cdna.eva.mpg.de/neandertal/altai/AltaiNeandertal/bam/; Виндия Неандерталец, http://cdna.eva.mpg.de/neandertal/Vindija/bam/; Гойет-неандерталец, http://cdna.eva.mpg.de/neandertal/GoyetQ56-1/; Les Cottés Neanderthal, http://cdna.eva.mpg.de/neandertal/LesCottes_Z4-1514/; Денисован, http://cdna.eva.mpg.de/denisova/alignments/.

Мы использовали необработанные данные подсчета чтения для геномов древних гомининов. В частности, мы подсчитали количество необработанных считываний, совпадающих с областями, в которых были обнаружены делеционные варианты в геномах человека.Исходные данные подсчета считываний для этих областей делеции хорошо коррелируют с размером области для всех геномов древних гомининов, кроме генома неандертальца Гойета (алтайский неандерталец, R ² = 0,025, P <0,001; неандерталец Виндия, R ² = 0,023, P <0,001; денисовец, P ² = 0,013, P = 0,014; Les Cottés Neanderthal, R ² = 0,029, P Neanderthal <0,001; Goy , R ² = 0.007, P = 0,22). Чтобы обнаружить регионы с меньшим, чем ожидалось, количеством необработанных считываний, мы подобрали нормальные распределения для исходных данных подсчета считываний со средним значением и стандартным отклонением, наблюдаемыми для геномов древних гомининов (, например, , рисунок S3 для геномов неандертальцев Алтая и Виндии). Области с исходным количеством считываний ниже 0,01 квантильного значения нормального распределения считались делециями для генома древнего гоминина. Геном неандертальца Гойета состоит из трех файлов .bam. Таким образом, мы подобрали нормальные распределения для каждого в отдельности.bam для неандертальца Гойета и рассматривал регионы с необработанными счетчиками считывания ниже 0,01 значений квантилей всех трех нормальных распределений как делеции для генома неандертальца Гойета. Точно так же геном неандертальца Les Cottés состоит из нескольких файлов .bam. Для шести из восьми файлов .bam для генома неандертальцев Les Cottés нормальное распределение не казалось подходящим приближением к данным, поскольку значения квантилей нормального распределения ниже 0,01 были <0 или очень близки к 0. Следовательно, мы удалили эти .bam файлы из дальнейшего анализа. Мы рассматривали регионы с необработанным количеством считываний ниже 0,01 значений квантилей всех оставшихся нормальных распределений как делеции для генома неандертальца Les Cottés. Мы обнаружили 296 делеций у Les Cottés Neanderthal, 429 делеций у Goyet Neanderthal, 643 делеций у Vindija Neanderthal, 621 делеций у алтайских неандертальцев и 598 делеций у денисовцев.

Поскольку не ожидается, что варианты, интрогрессированные от неандертальцев или денисовцев, будут обнаружены в геномах Африки к югу от Сахары, мы сосредоточились на вариантах делеции с <0.05 частота в Йоруба. Функция пересечения Bedtools была использована для обнаружения S * -значимых гаплотипов, перекрывающих варианты делеции в этом отфильтрованном наборе данных (Quinlan and Hall 2010). Варианты с делециями, расположенные в пределах S * -значимых гаплотипов, обнаруженных для современных геномов человека, несущих такие же варианты с делециями, были классифицированы как интрогрессированные.

Поскольку использование только 1% верхних гаплотипов S * может недооценивать количество интрогрессированных делеций, мы повторили вышеупомянутый анализ с более разрешительными критериями.С этой целью мы использовали эмпирическое распределение баллов S * и отобранные гаплотипы с баллами S * выше определенного значения квантиля S *. Показатели S * для всех гаплотипов варьировались от 5010 до 1558325. Распределение баллов S * усечено слева до 5000 из-за внутренних особенностей статистики S *. Однако ручное исследование распределения показывает, что лучшим минимумом для баллов S * будет 10 000 (рисунок S1).Таким образом, мы оставили только гаплотипы с оценкой S * ∼10 000 для дальнейшего анализа. Мы соответствовали нормальному распределению со средним значением и стандартным отклонением эмпирических данных, которое усечено слева до 10 000, и использовали значения квантилей этого распределения. От квантиля 0,01 до квантиля 0,99 и путем увеличения порога квантиля на 0,01 на каждой итерации, мы сохранили только гаплотипы с S * -счетами выше порогового значения квантиля и подсчитали количество делеций, общих и не общих с неандертальцами и обнаружены в гаплотипах S * (Таблица S4).

При пороге квантиля 0,8 гаплотипы S * несут> 50% всех делеций, общих с неандертальцами. Таким образом, в дальнейших анализах мы сосредоточились на гаплотипах с S * -счетами выше значения квантиля 0,8. Для сравнения восточноазиатских и европейских частот делеций, обнаруженных в этом наборе гаплотипов S *, мы использовали тест Манна – Уитни U (Таблица S5).

Мы использовали функцию –hap-r2-position vcftools (Danecek et al. 2011) для выявления SNV в неравновесном сцеплении с делеционными вариантами, общими исключительно с одной неандертальской линией.

Мы сосредоточились на одном делеционном варианте, обнаруженном на хромосоме 9 и являющемся общедоступным исключительно для азиатов и алтайских неандертальцев. Мы использовали программное обеспечение VCFtoTree (Xu et al. 2017) для первого сопоставления гаплотипов человека, включенных в набор данных фазы III проекта 1000 Genomes (1000 Genomes Project Consortium и др. 2015) и гаплотипов неандертальцев, денисовцев и шимпанзе. а затем построить филогенетическое дерево с этими гаплотипами для этого варианта делеции.Мы использовали iTOL (Letunic and Bork 2016) для визуализации дерева.