Nature发现人类多样性相关的关键遗传因子

莱斯特大学DNA指纹分析技术的发明人Sir Alec Jeffreys与他的科研小组鉴定了一个导致遗传热点改变的驱动因子。论文在线发表在《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

　　

    生物通报道  DNA指纹分析技术的发明者莱斯特大学的著名科学家Sir Alec Jeffreys发现了一个人类进化和多样性的关键驱动因子，从而揭示了不同代人存在差异的原因。

    1984年Jeffreys教授在人类基因组中发现了称之为“小卫星序列”的高度可变的重复序列。Jeffreys教授发现与其他的DNA序列相比这些“小卫星序列”有着非常高的突变率。近日Sir Alec和他的研究小组证实一个特异基因对人类多样性发展有显著的影响。论文在线发表在《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

    Sir Alec说：“每一代的遗传构成都在不断发生重组。在过去的10年我们研究工作对于了解人类重组机制非常的关键，我们对重组“热点”即集中发生重组的小区域进行了分子定义。”

    “我们的新研究证实PRDM9基因可生成一种蛋白与DNA结合，启动热区活性。这是一个令人兴奋的发现，它证实PRDM9的差异导致了完全不同的重组行为，这种现象不仅存在于‘热区’甚至可导致染色体重排从而引起某些遗传病。”

    有意思的是，研究人员发现PRDM9的变异是因为基因本身存在一个小卫星序列。Sir Alec说：“我又重新回到了起点，我从小卫星序列开始发展了DNA指纹分析技术，现在又发现了一个包含小卫星序列的基因在推动各种人类DNA多样性，包括小卫星序列多样性中发挥关键作用。而有趣的是它自身推动了自身的进化。”

    Sir Alec相信该领域的研究将必然推动科学家了解产生人类遗传独特性的基本过程，并发现重组出错时导致致死性DNA重组的新遗传风险因子。

    这些发现同样巧妙地解答了重组“热点”在进化过程中快速出现和消失的原因。Sir Alec说：“我们证实‘热点’有奇怪的自我破坏倾向。然而它们是如何能够存在的呢？PRDM9小卫星序列给出了答案——它就像其他易变的小卫星序列一样能够快速进化，产生大量的变异从而启动新的‘热区’，弥补那些自毁区域。正是这种古怪的机制确保了重组持续发生。”

    该研究受到医学研究委员会、韦尔科姆基金会、勃林格殷格翰医学研究基金会、英国皇家学会和路易让泰基金会的资金支助。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文出处
Nature Genetics (2010) doi:10.1038/ng.658

PRDM9 variation strongly influences recombination hot-spot activity and meiotic instability in humans

Ingrid L Berg, Rita Neumann, Kwan-Wood G Lam, Shriparna Sarbajna, Linda Odenthal-Hesse, Celia A May &Alec J Jeffreys

PRDM9 has recently been identified as a likely trans regulator of meiotic recombination hot spots in humans and mice1, 2, 3. PRDM9 contains a zinc finger array that, in humans, can recognize a short sequence motif associated with hot spots4, with binding to this motif possibly triggering hot-spot activity via chromatin remodeling5. We now report that human genetic variation at the PRDM9 locus has a strong effect on sperm hot-spot activity, even at hot spots lacking the sequence motif. Subtle changes within the zinc finger array can create hot-spot nonactivating or enhancing variants and can even trigger the appearance of a new hot spot, suggesting that PRDM9 is a major global regulator of hot spots in humans. Variation at the PRDM9 locus also influences aspects of genome instability—specifically, a megabase-scale rearrangement underlying two genomic disorders6 as well as minisatellite instability7—implicating PRDM9 as a risk factor for some pathological genome rearrangements.