可怕的发现：DNA突变比认为的更为普遍

海德堡生物医学研究所的研究人员发现，人类基因组的逆转比以前认为的更普遍，这影响了我们对某些遗传疾病的理解。

　　

我们的DNA是细胞机制的蓝图，它允许细胞、器官甚至整个有机体工作。然而，我们DNA的突变会导致遗传疾病。单个位点的点突变，以及缺失、复制和倒位，都是这种DNA突变的例子。

倒位（Inversion）是指DNA片段在基因组中的方向发生倒转。由于逆序突变比其他形式的突变更难分析，因此人们对它们知之甚少。海德堡EMBL的科学家与美国华盛顿大学和德国海因里希·海涅大学Düsseldorf（Heinrich Heine University Düsseldorf）的同事一起工作，已经确定倒位是人类最常见的突变过程之一。

研究人员揭示了逆序是如何形成的，并详细研究了一组在基因组中反复形成的40个逆序，其中DNA序列来回翻转。这些“倒位”的倒转通常发生在与某些人类疾病(称为基因组疾病)的发展有关的区域。

“我们发现，倒位形成的速度比之前认为的要快得多。在人类中，至少0.6%的基因组反复改变方向，使倒置成为人类中最快的突变过程之一，”EMBL高级科学家和数据科学负责人Jan Korbel说。“在这些位点，基因组是不稳定的——DNA密码的方向继续来回切换。”这些不稳定的区域是许多重要的人类基因的家园。远距离基因调控或表观遗传学的科学研究现在必须考虑到基因组区域的倒转行为。

倒位也与人类疾病的发展有关，如儿童发育迟缓或成人神经精神障碍。“尽管它们很重要，但由于它们的复杂性，这些区域以前一直很难研究。海因里希海涅大学医学生物计量学和生物信息学研究所主任Tobias Marschall说:“要想证明这些倒位确实需要一套新的计算方法。我们现在可以为人类遗传学家提供一种新的工具，来了解患者疾病的起源。”

华盛顿大学的研究小组组长Evan Eichler说:“我们首次证明倒位可能与儿童自闭症、发育迟缓和癫痫中发现的罕见基因组重排有关。现在的问题是为什么?我们假设，逆序侧翼的某些构型可能会使个体及其后代免受疾病相关重排的影响。这可能在临床中有实际应用，可以用来识别有患这些疾病风险的家庭。”

       

参考:

Recurrent inversion polymorphisms in humans associate with genetic instability and genomic disorders” by David Porubsky, Wolfram H?ps, Hufsah Ashraf, PingHsun Hsieh, Bernardo Rodriguez-Martin, Feyza Yilmaz, Jana Ebler, Pille Hallast, Flavia Angela Maria Maggiolini, William T. Harvey, Barbara Henning, Peter A. Audano, David S. Gordon, Peter Ebert, Patrick Hasenfeld, Eva Benito, Qihui Zhu, Human Genome Structural Variation Consortium (HGSVC), Charles Lee, Francesca Antonacci, Matthias Steinrücken, Christine R. Beck, Ashley D. Sanders, Tobias Marschall, Evan E. Eichler and Jan O. Korbel, 6 May 2022, Cell.
DOI: 10.1016/j.cell.2022.04.017