科学家揭示人类基因组中的全新高频突变区域

科技日报北京11月25日讯，科学家们近期揭示了人类基因组中某些异常易变的新片段，这些区域主要位于基因转录的起始位点。相关DNA序列的变化不仅能够遗传，还为人类在理解遗传机制和疾病发生方面提供了关键线索。这项研究由西班牙巴塞罗那基因组调控中心牵头完成，并发表于最新一期《自然·通讯》。

具体研究指出，基因转录起始点后的前100个碱基经历突变的概率高于普通位置35%。此次被发现的高风险序列是调控基因表达的关键部分——它们是DNA复制为RNA的起点，意义不亚于编码蛋白质的区域。除此之外，这一片段也是整个基因组中最容易发生变化的重要区域之一。

团队进一步分析发现，在受精初期细胞分裂的几个阶段，突变出现得尤其频繁。这些变异被称作镶嵌突变，仅存在于部分细胞而非全部细胞，因此长期以来不易被识别。父母可能携带这些突变但自身毫无症状，因变异只存在某些器官或细胞中，但它们依然有可能被下一代继承——如若遗传，且孩子所有细胞均携带该突变，则可能引发相关疾病。

研究人员结合英国生物库15万人基因组数据，以及7.5万个转录起始位点并对比11个独立家族的镶嵌突变情况后，揭示了这一规律。其中，部分基因起始点突变异常集中，尤其是与癌症、脑功能和肢体发育障碍相关的基因受影响比其他区域明显更严重。

当进一步观察那些长期遗传且在群体中较常见的变异时，易变现象有所降低，这提示自然选择正不断清理那些不利的突变。也就是说，像癌症和脑功能这类基因起始点上的有害突变，往往难以长期遗传下去，经过多代筛选，这些变异会变得稀少甚至消失。

目前，遗传学家在评估基因组某一区域时，通常会根据突变模型推测合理的突变数量，以便在临床上确定哪些变异值得关注和优先排查。但如果模型未考虑这些特殊突变热点，就有可能出现误判——比如模型预计某个区域应该只有10处变化，实际观察到50处，但正确的理论基线其实可能是80处。这一模型盲点，正是本项突破性研究的重要意义所在。