人类基因组中新鉴定出突变高发区域

科技日报北京11月25日电 研究人员近日在人的基因组中发现了一类新的突变高发区域——这些区域恰好位于基因的起始部位，即转录起始点。有意思的是，这些区域发生的DNA变化不仅会遗传给子孙后代，还让科学家们对遗传机制以及某些疾病的成因有了新的理解。相关成果由西班牙巴塞罗那基因组调控中心团队完成，并发表于最新一期《自然·通讯》杂志。

科学家们进一步察觉，在基因起始点之后的前100个碱基对，突变概率比随机情况高出大约35%。这些特定的DNA片段，正是细胞将遗传信息从DNA转录为RNA的起始位置，属于基因组中极为关键的功能区域，与蛋白质编码序列同等重要。如此高的突变率为这些序列赋予了特殊意义，成为基因组突变和疾病关联的热点。

研究显示，相当多的这些突变并非从父母直接遗传，在受精卵第一次分裂的早期阶段就形成了，它们被称为“镶嵌突变”，仅出现在部分细胞而非全身。正因如此，这类遗传热点此前一直未被识别出来。有的父母身上带有这些突变，却没有明显症状，因为变异只存在于某些细胞或组织内，但通过生殖细胞仍然可能传递给后代。如果子代全身都出现这种突变，则可能导致疾病发生。

为了探究这一现象，团队分析了英国生物库15万份基因组与其中约7.5万个基因转录起始位点，并对照了11个独立家系的数据，详细比对了镶嵌突变。结果表明，许多基因的起始点存在异常数量的突变，其中以与癌症、脑部功能或四肢发育相关的基因受影响最为明显。

研究人员还注意到，年代较久远、分布广泛的遗传变异中，这种高突变现象有所减弱，说明自然选择正在筛除这些有害突变。换句话说，与癌症和脑功能相关的基因，一旦其起始点发生突变，最终更难代代相传，随着时间推移这些变异会自然消失。

目前，遗传学领域采用基于突变率的模型评估基因组各部位的突变情况，为临床筛查和疾病预判提供参考。不过如果忽略了这些自发突变高峰，模型计算的结果就可能有所偏差。比如，模型预测某区域应该出现10处变异，实际却发现了50处，真实的基线可能是80处突变。不准确的估算容易让临床判断失误，这种模型盲点正是本项新发现的重要突破。