科学家揭示人类基因组中的全新突变高发区

科技日报北京11月25日电 近日，科学家探寻人类基因组时，识别出一类极易发生突变的新区域，这些特殊片段位于基因的转录起始位点。相关DNA序列的改变可被遗传，对深入理解遗传机制和疾病起源意义重大。这项研究由西班牙巴塞罗那基因组调控中心牵头，在最新一期《自然·通讯》杂志发表。

研究人员发现，紧邻基因起始点的前100个碱基对的突变率，比随机区域高出约35%。这些关键序列是细胞开始将DNA转录为RNA的起点，与编码蛋白质的区域一样，被视为基因组中最核心的部分。它们之所以受到高度关注，就是因为异常容易发生突变，影响着整个基因组的重要功能。

实验数据还显示，许多突变产生于受精后最早的细胞分裂阶段，这类突变属于所谓的镶嵌突变，只在某些细胞存在而非全身。正因如此，以往很难发现这些隐藏的突变现象。父母即使没有明显症状，体内个别细胞携带的这些变异也可能通过精子或卵子传递给下一代。如果突变出现在孩子所有细胞，就可能引发疾病。

研究团队分析了英国生物库的15万个人类全基因组和7.5万个基因的转录起始位点，并与11个独立家族的镶嵌突变数据对比，证实了这一发现。他们注意到许多与癌症、脑功能及肢体发育缺陷相关的基因起始点，突变频率尤其高，受到的影响最为突出。

进一步观察更为古老和常见的基因变异后，团队发现这些突变热点在自然选择下逐步减少。也就是说，起始位点相关的有害变异，特别是牵涉癌症和脑功能的，经过家族代际流传后很难持续遗传下来，最终被自然淘汰。

当前，遗传学家利用特定模型来预估基因组各区域的突变基准率，在医学领域据此筛查和区分不同变异的风险。如果模型未能识别这些突变热点，就可能低估或误判实际突变数量。举例来说，如果模型认为某区只有10个突变，但实际检测到50个，而正确基线应是80个，这种误差会影响疾病预测与诊断，此次研究正是揭示了这一关键盲区。