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Nature本期唯一論文:基因組突變率

日期:2012-08-24 07:57:41

新鮮出爐的Nature雜志(824日)公布了一項由解碼基因公司(deCODE Genetics)領銜完成的最新研究:Rate of de novo mutations and the importance of fathers age to disease risk,這是本期Nature雜志發布的唯一一篇article文章(除此之外還有letter文章),通過一項大型分析探索了人類自發突變,指出一個新生兒基因組序列平均來說,包含有60個小規模的突變,而這個數字與其父親的年齡密切相關。

 

同期Nature也以“Genetics: The rate of human mutation”為題,詳細解析了這項重要的研究成果。

 

突變在整個基因組規模中是很常見的,但是在單個核苷酸水平上卻較少見,因此在大型DNA測序成為可能之前,檢測基因組中的新突變發生的頻率是一項艱巨的任務。

 

然而來自解碼基因公司,丹麥奧胡斯大學等處的研究人員通過比較了父母與后代表型的直接比對,發現了新生突變(de novo mutations ),并將之前用于此類研究,但已過時的幾種巧妙方法應用到了這項研究中。

 

這種比對能在多個物種中,快速完成自發突變參數的評估,此次這一研究組就獲得了人類的數據,他們發現新生兒的基因組序列中包含,平均來說60個突變,而這種突變的數字與其父親在受孕時的年齡密切相關。

 

這項研究進行了迄今為止最大規模的此類研究——78個來自冰島的父母后代組,研究人員獲得了平均每代60個突變的結論,這與之前的研究結論一致,但是這些數據還指出,雖然一位20歲的父親,平均只會傳遞25個突變給他的后代,但一位40歲的父親傳遞突變的數量就會增加到65個左右。這說明父親的年齡每增加一歲,那平均就會帶給后代多兩個突變。通過比對,研究人員發現母親傳遞的新生突變則大約總是15個左右,與其年齡無關。

 

之前的研究其實就表明過父親年齡與后代疾病有關,比如澳大利亞昆士蘭大學的研究人員就曾發現,年齡大的雄性小鼠會出現多個與發育失序有關的基因拷貝數突變,這解釋了為什么父親年齡大的子女,神經分裂癥和自閉癥的發生幾率高,也提出了做父親其實也有最佳年齡。

 

這些發現并不難以理解,因為在哺乳動物中,男性生殖細胞(精子)是不斷產生的,因此在這個過程中會出現更多的細胞分裂,比女性的生殖細胞(卵子)。但是這項研究對這些突變率差異的評估,是迄今為止最精確的,也是最明確的。

 

人體內多達10%的點突變是惡性的,研究人員的這項發現表明新生兒平均帶有6個新惡性突變,雖然大多數這些突變本身只有輕微的影響,但是總體說來,這些突變對健康會造成重大的影響。

 

也許與這項研究最直接相關的是父親年齡相關的幾個單基因易感性,以及多因素疾病增長的數據,雖然在某些情況下,這種增長是由于來自生殖系細胞中的選擇性壓力,但是毫無疑問,其主要原因是父親年齡對后代基因組突變數目的影響,比如說,新生突變的因果關系最近在自閉癥研究中得到證實,這是一個多因素的失序癥,因為其癥狀包含有大腦功能受損,像是自閉癥,精神分裂癥,誦讀困難,智力下降等,這種疾病似乎與父親的年齡尤為相關。這與更多基因表達在大腦中,而不是其他器官中的事實是一致的,這說明影響功能的新突變比例是最高的。

 


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