人类基因组中新鉴定高频突变区域

科技日报北京11月25日电 研究人员最近在人体基因组中识别出一种极易产生突变的新型领域，这些特殊区域位于基因转录的起点。科学家们指出，这些DNA片段的变异会被遗传下来，对深入理解遗传规律和相关疾病发作过程具有深远影响。本项研究由西班牙巴塞罗那基因组调控中心带领完成，成果已发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。

此次研究发现，基因启动区域后方约100个碱基的突变几率，比无序产生突变的频率要高出35%。这些序列承担着启动细胞内从DNA至RNA转录的关键角色，因而在遗传信息表达中地位极其重要，与蛋白编码区相当。而这些区段显示出超高的突变倾向，是整个人类基因组中最核心的功能部位之一。

分析还指出，很多新增突变出现在胚胎受精初期的几轮细胞分裂期间，这一类被称为“嵌合突变”，即只存在于部分细胞，并不遍布全身。正因为分布有限，这些突变热点长期未能被科学界注意到。父母或许携带这些嵌合突变但无任何症状，因为只有某些细胞或器官受影响，然而这些变异依然有机会通过生殖细胞遗传给下一代。一旦变异在子代表现为全身性，就可能引发疾病。

研究团队对英国生物库中15万份基因组及7.5万个转录起始位置进行了深入比对，并与11个独立家族的嵌合突变数据进行了关联分析，最终揭示出这种突变集中现象。尤其值得注意的是，多种严重疾病相关基因的起始位点——例如与癌症、神经系统功能和肢体发育问题有关的基因——变异数量远高于其他区域。

进一步研究显示，越是跨越更长时间、在群体中分布更广的遗传变异，这种异常热点突变现象就越不明显。这说明自然选择机制正在逐步淘汰这些对健康不利的变异。也就是说，如果基因起始段发生了有害突变，尤其影响到肿瘤或大脑相关基因，则极难长期遗传下来，往往在数代后逐步消失。

当前，遗传学领域普遍依靠突变率模型来估算特定基因区域在正常情况下可能出现多少变异，这一标准也广泛用于临床筛查、判断哪些遗传变异值得重点关注。如果模型未能正确识别自然突变高发热点，则容易导致误判。例如，模型预测某区域会有10处突变，但实测却发现了50处，如果正确基线其实是80处，这样的偏差可能遗留科学盲点，这正是此次研究带来的突破意义所在。