Core promoter controls transcription initiation. However, little is known for core promoter diversity in the human genome and its relationship with diseases. We hypothesized that as a functional important component in the genome, the core promoter in the human genome could be under evolutionary selection, as reflected by its highly diversification in order to adjust gene expression for better adaptation to the different environment. Applying the “Exome-based Variant Detection in Core-promoters” method, we analyzed human core-promoter diversity by using the 2682 exome data sets of 25 worldwide human populations sequenced by the 1000 Genome Project. Collectively, we identified 31,996 variants in the core promoter region (− 100 to + 100) of 12,509 human genes ( https://dbhcpd.fhs.um.edu.mo ). Analyzing the rich variation data identified highly ethnic-specific patterns of core promoter variation between different ethnic populations, the genes with highly variable core promoters, the motifs affected by the variants, and their involved functional pathways. eQTL test revealed that 12% of core promoter variants can significantly alter gene expression level. Comparison with GWAS data we located 163 variants as the GWAS identified traits associated with multiple diseases, half of these variants can alter gene expression. Data from our study reals the highly diversified nature of core promoter in the human genome, and highlights that core promoter variation could play important roles not only in gene expression regulation but also in disease predisposition.

中文翻译：

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人类基因组中高度多样化的核心启动子及其对基因表达和疾病易感性的影响

核心启动子控制转录起始。然而，对于人类基因组中核心启动子多样性及其与疾病的关系知之甚少。我们假设人类基因组中的核心启动子作为基因组中的功能性重要组成部分，可能处于进化选择中，这体现在其高度多样化上，以调节基因表达以更好地适应不同的环境。应用“核心启动子中基于外显子组的变异检测”方法，我们通过使用1000个基因组计划所测序的25个全球人口的2682个外显子组数据集，分析了人类核心启动子的多样性。我们总共确定了12,509个人类基因（https://dbhcpd.fhs.um.edu.mo）的核心启动子区域（-100至+ 100）中的31,996个变体。分析丰富的变异数据，可以确定不同种族群体之间核心启动子变异的高度种族特异性模式，核心启动子高度可变的基因，受变异影响的基序及其涉及的功能途径。eQTL测试显示12％的核心启动子变体可以显着改变基因表达水平。与GWAS数据比较，我们找到了163个变体，因为GWAS识别出与多种疾病相关的性状，这些变体中的一半可以改变基因表达。来自我们研究的数据实现了人类基因组中核心启动子的高度多样性，并强调了核心启动子的变异不仅在基因表达调控中而且在疾病易感性中都可以发挥重要作用。具有高度可变的核心启动子的基因，受变体影响的基序及其涉及的功能途径。eQTL测试显示12％的核心启动子变体可以显着改变基因表达水平。与GWAS数据比较，我们发现了163个变体，因为GWAS识别出与多种疾病相关的性状，这些变体中的一半可以改变基因表达。来自我们研究的数据实现了人类基因组中核心启动子的高度多样化本质，并强调了核心启动子的变异不仅在基因表达调控中而且在疾病易感性中都可以发挥重要作用。具有高度可变的核心启动子的基因，受变体影响的基序及其涉及的功能途径。eQTL测试显示12％的核心启动子变体可以显着改变基因表达水平。与GWAS数据比较，我们发现了163个变体，因为GWAS识别出与多种疾病相关的性状，这些变体中的一半可以改变基因表达。来自我们研究的数据实现了人类基因组中核心启动子的高度多样性，并强调了核心启动子的变异不仅在基因表达调控中而且在疾病易感性中都可以发挥重要作用。与GWAS数据比较，我们发现了163个变体，因为GWAS识别出与多种疾病相关的性状，这些变体中的一半可以改变基因表达。来自我们研究的数据实现了人类基因组中核心启动子的高度多样性，并强调了核心启动子的变异不仅在基因表达调控中而且在疾病易感性中都可以发挥重要作用。与GWAS数据比较，我们发现了163个变体，因为GWAS识别出与多种疾病相关的性状，这些变体中的一半可以改变基因表达。来自我们研究的数据实现了人类基因组中核心启动子的高度多样性，并强调了核心启动子的变异不仅在基因表达调控中而且在疾病易感性中都可以发挥重要作用。