科学家揭示人类基因组中的全新高频突变区域
据科技日报北京11月25日消息，科学家最近在研究人类基因组时，识别出一类极易发生突变的特殊区域。这些区域坐落于基因的起始部分，即转录起始位点。此类DNA片段的变异不仅可以遗传，还为我们深入理解遗传规律及相关疾病的机制提供了关键线索。该项研究由西班牙巴塞罗那基因组调控中心牵头完成，最新成果发布在《自然·通讯》杂志。
研究团队发现，基因起始位点后的头100个碱基，比一般情况发生突变的概率高出了35%。这些序列是细胞将DNA信息转录为RNA的“起跑线”，功能极为重要，与蛋白质编码区同等关键。这些DNA片段异常易变，成为整个人类基因组中最具影响力的区域之一。
进一步分析显示，多数额外突变出现在受精卵形成初期的几次细胞分裂里，这类变异被称为“镶嵌突变”——即仅分布于部分细胞而非全身。因此，过去这些突变热区难以被发现。值得注意的是，父母可能自身并无不适，但体内部分细胞已经携带此类突变，且这些突变有可能通过生殖细胞遗传给下一代。一旦子代体内所有细胞都有该突变，则有可能引发疾病。
研究团队分析了英国生物库超过15万个个体的基因组数据，并对其中7.5万个基因组的转录起始点做了深度研究，同时结合11个独立家族的镶嵌突变数据进行比对，首次揭示了这一现象。部分基因的起始位点突变密集，尤其与癌症、神经功能以及肢体发育异常相关的基因受影响最深。
当科学家回顾更为古老且普遍存在的遗传变异时发现，相关的突变数量大幅减少，这推测是由于自然选择不断清除这些不利变异。简言之，带有这些基因起始点突变的家族，特别是涉及癌症或脑部功能的基因，其突变经过数代后逐渐被淘汰。
目前，遗传学家借助突变模型预测基因组不同区域在无特殊因素时应有的突变数量，并据此判断哪些变异值得临床关注。但倘若模型未能识别真正的突变热点，分析结果可能有误。例如，模型预估某处有10个突变，实际观测却有50个，而恰当基线应是80个。正是此次研究揭示的这一认知盲区，为遗传学疾病相关变异甄别提供了新思路。
