Mobile elements reveal small population size in the ancient ancestors of Homo sapiens
2010 年发表在 PNAS上。通讯作者为埃克勒斯人类遗传学研究所的 Lynn B. Jorde。
不同遗传位点的谱系深度不同（也就是追溯回去的 TMRCA 不同）。谱系越深，位点上发生过罕见事件的可能性越大，例如移动元件（mobile element）的插入。Tajima 的理论认为，基因组上，含有这类插入的区域的 genealogy 会比其他区域更老，在一个简单的理想模型中，存在罕见插入的区域的 TMRCA 是其他区域的两倍。研究者们检测了两个人类基因组上 Alu 插入周围的单核苷酸多态性，检验了这个假设。与假设相符，对含有插入的区域估算获得的 TMRCA 是基因组平均水平的两倍。由于含有多态性移动元件的 genealogy 比较老，它们主要受到古代群体历史的影响，而对近期的 demographic events 不敏感。因此可以通过这部分 genealogies 推断古代的群体历史。研究中使用两个人类 DNA 序列，提供了关于古代人类群体大小的信息。研究者们比较了一系列不同的 demographic 模型，得出 1.2 百万年前人类祖先群体大小为 18500，并且所有模型得出的结果都不大于 26000。这个数字对于任何在旧世界广泛分布的物种来说都太小了，特别是与黑猩猩（21000）和大猩猩（25000）相比，它们的栖息地仅仅占据一个大洲的一小部分。
Figure 1: 在 2N 个个体的群体中，假设 a coalescent event occurs with probability 1/2N per generation, and an insertion event with probability 2μ, where μ is the insertion rate at the locus。任意一种事件发生的概率就是 1/2N + 2μ，在 μ 很小的情况下，往回追溯到第一个事件（coalescence 或者 insertion）所需的时间就是 2N。在往回追溯时追溯到的第一个事件是插入事件的情况下，就多了一个 time subinterval 需要考虑（这里指的是，整个 time interval 被分成了插入事件之前和插入事件之后两个 subintervals），追溯到插入事件需要 2N 的时间（前面说到追溯回任意一个事件需要的时间是 2N），再从这个状态追溯回 coalescence 又需要 2N 的时间。因此，这个谱系的时间就成了 4N。所以，在大小恒定的群体中的两个样本的简单例子中，罕见插入事件会使 genealogy 长度翻倍。
研究者们首先比较了单倍的人类参考基因组 hg18 和二倍体基因组 HuRef 之间的核苷酸多态性，发现全基因组 pairwise nucleotide diversity 的平均值是 8.13e-4，（根据 2.2e-8 的突变率和 25 年的代际间隔）对应着 462 kya 的 TMRCA；在 HuRef 上 638 个特有的移动元件插入区域，在插入位点 10 kb 上下游区域，观察到了 9609 个 SNP，平均 pairwise nucleotide diversity 为 1.51e-3，对应着 856 kya 的 TMRCA，是基因组平均水平的 1.85 倍。
所以插入位点附近核苷酸多态性更高？为啥。
插入位点附近的 geneologies 更深，因此能够反应更古老的群体历史。
