平衡选择(balancing selection),自然选择的一种形式。杂合子具有最高的适合度,从而得以维持基因座上的多态。

中文名

平衡选择

外文名

balancing selection

学科

生物学

性质

自然选择的一种形式

含义

平衡选择能够在种群中维持遗传学多样性,而不是仅选择一个最有利的基因型。

图像比较

正向选择:某一位点逐渐积累,成优势的位点,具体表现为:随着时间延长,该位点的突变allele频率越来越高,远远超过野生型allele;

中性选择:随着时间的延长,总体频率没有改变太多;

平衡选择:位点呈现多态性,且一直保持着平衡,人类的ABO血型系统就是典型的平衡选择。[1]

实例

研究过程

芝加哥大学和牛津大学的一个联合小组对人类和猩猩进行了全基因组分析,找到了进化过程中平衡选择(balancing selection)的新实例。研究发现,在至少六个基因组区域中,人类和猩猩共享着同样的基因突变组合。相关研究发表于近期的《Science》杂志上。

这两个物种在数百万年中同时拥有着某些相同的会导致多态性—— 即在同一物种中有着不同的物理形式——的突变组合。在此之前,在人与猿之间只确认了2种共有的多态性:主要组织相容性复合体或MHC的变体,及作为不同血型基础的ABO血型系统中的多态性。

分析

研究人员指出,这些区域的基因突变可以追溯到人类和猩猩数百万年前的共同祖先。他们还强调,人类宿主和病原体存在动态的协同进化,而这对于维持遗传学多样性很重要。

平衡选择可以在进化中保留所有的遗传学可能。在人体内就有一个经典例子,两个版本血红蛋白基因的共存。这两个基因分别是标准版血红蛋白和血红蛋白S,血红蛋白S这一突变会改变红细胞的形态和功能。携带两个标准型血红蛋白基因的人得疟疾的风险高,而携带一个标准型基因和一个血红蛋白S基因的人对疟疾有一定的抵抗力。如果携带有两个血红蛋白S基因,人就会得镰状细胞贫血,这是一种严重的终身性循环系统疾病。

研究人员新发现的六个基因组区域并不编码蛋白,有线索表明这些区域参与了宿主与病原体的相互作用。

研究人员对10个来自非洲西部的猩猩和59个撒哈拉以南地区的非洲人进行了遗传学数据分析,人类遗传学数据来自千人基因组计划。他们在其中寻找源于人类和猩猩共同祖先的基因突变,这些突变在两个种系中都得以保存至今。这些基因组区域的突变持续了如此之久,意味着它们“必然在进化中具有重要功能,”文章的第一作者Ellen Leffler说。

在数百万年间,自然选择在群体中维持基因突变的实例并不多见。