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Nature發現人類生命中的第一個突變

日期:2017-03-24 08:50:56

 Wellcome Trust Sanger研究所的研究人員發現了人類生命中最早的突變,分析這些成體細胞基因組,可以幫助科學家們了解和揭示胚胎的發育過程。這一研究成果公布在322日的Nature雜志上。

 

一直以來科學家們都希望能了解人類發展早期發生的事情,但是這不能直接進行研究的。最新研究中,研究人員分析了來自279位乳腺癌患者血液樣本中的全部基因組序列,從中發現了這些人胚胎早期發生的163個突變。

 

研究人員首先分析了癌癥患者的正常血細胞,然后分析在治療期間從患者手術切除的癌癥樣本中的這些突變。比較于由多個體細胞克隆組成的正常組織,癌癥是從一個突變細胞發展而來的。因此,每個出現的胚胎突變應該存在于腫瘤中的所有癌細胞中,或者完全不存在。

 

通過這些癌癥樣品研究,研究人員證實事實就是這樣,突變起因于早期發育。

 

Sanger研究所和韓國科學技術高級研究所(KAIST)的研究人員,文章的第一作者Young Seok博士說:“這是第一次觀察到人類發育早期出現突變,這是大海撈針一樣。這并不是數百萬遺傳變異,而只有少數這些突變,可以用于跟蹤胚胎發生過程中發生的事情。”

 

Sanger研究所的Inigo Martincorena博士說:“鑒定出突變后,我們能夠利用統計分析來更好地了解胚胎發育過程中的細胞動力學。”

 

在這項最新研究中,研究人員還首次檢測出了早期人類發育過程中的突變率(分裂三代之前)。以前的研究認為每次細胞分裂出現一個突變,但是這項研究指出每次細胞分裂,每個子細胞會出現三個突變。

 

此前的一項研究發現在來自不同組織的細胞中大約10%的人類基因組突變率有所不同。尤其是,肝癌、大腸癌和淋巴細胞惡性腫瘤在我們染色體的一些部分呈現更多突變,而乳腺癌、卵巢癌和肺癌則在另一些地方累積了更多的突變。

 

差異不在于新突變的數量,而是控制這些突變的機制。通過研究癌細胞,我們現在知道了更多關于維持DNA完整性的知識,實際上這對于健康細胞同樣重要。科學家們觀察到一旦細胞中的“基因組拼讀校驗器”喪失功能,遺傳信息不僅非常快速地開始衰減,而且在基因組的所有區域都一樣——無論是重要的還是不太重要的部分都不再會被很好地修復。眾所周知在結腸癌、胃癌和子宮癌等一些腫瘤中DNA錯配修復被關閉,在這些器官中造成了“超突變”癌癥。

 


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