氧化应激是基因突变的主要潜在致因

　　   美国研究人员通过对几百代秀丽隐杆线虫（C.elegans）基因变异史的研究证实，氧化应激不仅会导致衰老、癌症和其他疾病，更是基因突变的一个主要潜在致因。此发现有助于理解氧化应激对基因的影响以及其在遗传疾病和进化中的作用。相关研究成果发表在近期出版的《美国国家科学院院刊》上。  

　　秀丽隐杆线虫是第一个基因组被完全定序的多细胞生物，其DNA与人类有不少相似之处，是现代发育生物学、遗传学和基因组学研究的重要生物模型。有不少科学家因对此种生物的研究发现而荣获诺贝尔奖。这种线虫的生命周期很短，仅4天就能进行繁殖，因此，通过先进的基因组测序技术，可以研究几百代线虫基因变异史。

　　在美国国立卫生研究所的支持下，来自俄勒冈州立大学、印第安纳大学、佛罗里达大学和新罕布什尔大学的科学家们追踪研究了250代秀丽隐杆线虫的基因变异史，这样的时间跨度相当于人类5000年的生命历程。研究人员一共收集了391例正常生命过程中的基因突变，其数量比以往研究搜集的基因突变数要高出10倍还多。通过对这些基因突变的研究发现，大多数的基因突变都与鸟嘌呤有关。鸟嘌呤是构成DNA和生命遗传密码的四个含氮碱基之一，对氧化损伤特别敏感。

　　俄勒冈州立大学动物学助理教授迪·丹佛指出，地球上的大多数生命都依赖于某种形式的氧气。人体并不能百分之百地利用氧，结果会产生可破坏蛋白质、脂肪和DNA的氧自由基。随着年龄的增长，体内的氧自由基会逐渐积累，并开始引发各种疾病。绝大多数的DNA变异都有着氧化应激的印记表明，氧化应激是衰老和疾病的潜在致病原因。而在全基因组规模上清楚证实氧化损伤的影响，这还是第一次。

　　基因突变是生命进程的一个基本组成部分，也是进化的基础。突变既可以给予生物更大的生存空间，也可能导致生命的衰退或死亡。这个过程十分复杂，对于突变的真正推动力、突变的频率、最常见的突变类型等问题，都还不清楚。

　　研究人员指出，数十年来，氧化应激一直被怀疑为是一种导致老化、疾病的机制，而被广泛研究。而此项研究有助于理解氧化应激对基因的影响以及其在遗传疾病和进化中的作用。

　　此外，该项研究还发现，占秀丽隐杆线虫基因组75%的“垃圾DNA”部分也会进行自然选择和基因突变，而传统上则认为，这部分DNA在生命和遗传过程中不会产生任何作用。丹佛教授表示，这部分基因可能具有目前学界还不了解的重要的生理作用。    （刘海英）



根据一项发表于《美国国家科学院院报》的研究报告，研究人员首次证实DNA氧化损伤是引起突变的主要原因，同时还表明，在进化过程中自然选择只能影响部分的基因组，而对另一部分基因——“垃圾DNA("junk"  DNA)”没有影响。

该研究选择了一种特别的模式生物——C.  elegans，这种线虫在正常的生长条件下已经繁衍了250代，并累积了391个基因突变点。这些突变超过了以往研究的10倍多。

该研究的主要发现是，在所有的这些基因突变中，绝大多数的突变都与鸟嘌呤有关。而鸟嘌呤对氧化损伤非常敏感。据研究人员Denver介绍，该研究是首次在全基因范围内证实氧化损伤对基因的影响。

此外，研究人员发现，突变和自然选择对线虫C.  elegans的“垃圾DNA”也能产生部分影响，线虫基因组中，垃圾DNA的量约占总DNA量的75%，并且一直以来都被认为在遗传过程中不具有任何功能。这项研究表明这些垃圾DNA可能具有重要的生物学意义。

近几十年来，氧化胁迫一直被认为是造成衰老和某些疾病的原因。这项研究或许能对关于氧化胁迫的遗传影响在遗传性疾病和进化提供基础性理解。