人类基因组揭示全新高频突变区域

科技日报北京11月25日消息，西班牙巴塞罗那基因组调控中心的科研团队近日在《自然·通讯》杂志上公布了一项重要发现：在人体基因组内，科学家识别出一种极易发生突变的新型区域，这些特殊区域正好位于基因的转录起始位点，也就是基因功能被激活的关键“起跑线”。这类DNA片段的变异不仅可以遗传，还加深了人类对遗传机制以及相关疾病形成过程的理解。

研究进一步发现，在基因起始点后的前100个碱基的突变几率，比通常的突变概率高出35%。这些片段承担着启动基因表达的核心任务——它们是DNA被转录为RNA时的源头，与蛋白编码区域同样关键。由于频繁出现变异，这些区域成为基因组中极具功能和遗传意义的“易损点”。

科学家们通过分析还发现，许多突变实际上是在受精之后细胞最初几次分裂期间形成的，这类突变被称作镶嵌性突变，即它们仅出现在个体一部分细胞中，并非遍布全身。部分家长带有这样的局部突变但自身并无症状，因为这些变异只局限在某些组织或器官。然而，如果这类变异在生殖细胞中出现，就有可能遗传到下一代，当孩子身体的所有细胞都拥有该变异时，便可能发展为相关疾病。

本研究对来自英国生物样本库的15万个全基因组以及7.5万个基因的转录起始区域进行了深入比对，并结合11个家族的镶嵌突变数据，确认了上述规律。结果表明，与肿瘤、神经系统疾病及四肢发育障碍相关基因的起始点，突变发生得尤为频繁。

另外，团队注意到，随着变异代际传递和时间推移，这些特殊热点区域中的突变数量相对减少，这说明自然选择在淘汰部分有害变异。也就是说，涉及癌症或神经发育关键基因起始区域的突变，更难长久积累，往往在世代演化过程中逐步消失。

在现实中，基因学家通常会通过突变模型来预估某一区段在没有特殊因素干扰下的正常突变数，作为遗传疾病筛查和诊断的参考。问题在于，若模型未能纳入这些特殊“突变高发区”，可能导致误判。举例来说，模型本以为某个区域应有10处突变，但实际观测到50处，如果真实的基准线应是80处，这其中的信息盲点将直接影响对疾病发生风险的评估，而此次研究正是填补了这方面空白。