科学家鉴定出人类基因组新的高频突变区域

科技日报北京11月25日电 近期，科学家们在研究人类基因组时，发现了一类极易发生突变的新区域，这些特殊区域恰好位于基因的起始部位——也就是转录起始点。这些DNA序列的变化不仅可以被遗传，对进一步揭示遗传机制和疾病的发生过程有着重要作用。该项研究由西班牙巴塞罗那基因组调控中心团队完成，并已发表在《自然·通讯》最新一期。

据研究成果显示，基因起始点后的首100个碱基，其突变概率比随机水平高出35%。科学家指出，这些序列是细胞内DNA转录生成RNA时的起始位置，具有极高的功能价值，与蛋白质编码区同样重要。正因为如此，这些区域极其容易发生遗传变化，成为了人类基因组内最关键的功能热点之一。

数据显示，大量额外突变在受精后初期细胞分裂阶段就出现了。这些突变被归类为镶嵌突变，也就是说只部分细胞受影响而不是全部细胞。这一特点也解释了这些易突变区域为何长期未被发现。父母可能带有镶嵌突变但不会发病，因为相关突变仅存在于部分体细胞或组织中。尽管如此，这类突变依旧可能通过生殖细胞遗传，如果后代全身细胞都带有该突变，则可能诱发疾病。

研究团队分析了英国生物库中约15万份人类基因组，以及7.5万个基因组的转录起始点，并结合11个家族的镶嵌突变数据进行对比，最终确认了这一易突变现象。同时，他们发现一些基因的起始点出现了远高于平均水平的突变，尤其是与癌症、神经功能及四肢发育异常相关的基因起始部位受影响最为明显。

进一步调查发现，随着变异年代久远且逐渐普遍，这类额外突变会减少，说明自然选择正在清除对基因组有害的变异。换句话说，如果某个家族基因起始点存在突变，尤其涉及肿瘤或脑部功能相关区域，这些突变不易长期遗传，数代过后往往自然消失。

目前，遗传学家一般会依据突变模型，推测基因组每个区域在常规情况下可能发生多少突变，这对于医疗临床判断哪些变异需优先关注非常关键。但一旦模型无法识别自然存在的突变高发区，判断就可能出现偏差。例如，原本预计某基因区有10处突变，但实际观测到的却有50处，而正确的基线可能应为80处，因此认知上的误区正是本次研究的突破和意义所在。