Nature：基因組突變從何而來
日期：2015-01-29 08:44:20
細胞每一次分裂都需要復制DNA，而DNA會在這一過程中慢慢發生變化。基因組中的DNA突變并不是隨機發生的，但人們還不清楚這背后的具體機制。尋找DNA突變的來源，不僅有助于理解進化過程，也和人體健康密切相關。
日前，愛丁堡大學的研究團隊開發了一種新技術，emRiboSeq。emRiboSeq能繪制DNA聚合酶在整個基因組上的分布圖，幫助人們更好的理解DNA復制和DNA突變。這項研究發表在近期的Nature雜志上。
研究人員用這一技術跟蹤了新DNA片段的合成，鑒定了負責合成工作的聚合酶。他們發現，控制基因何時激活的一些遺傳學開關，是DNA突變的熱點區域。
基因組DNA的雙向復制，需要后隨鏈以一系列岡崎片段的形式合成，這些片段經過加工會形成連續的DNA鏈。研究顯示，岡崎片段的5’端存在更高水平的核苷酸替換，是基因組DNA突變的重要來源。
進一步研究表明，這些容易出錯的片段來自于DNA聚合酶α，大約占成熟基因組的1.5%。研究人員指出，復制后的轉錄因子結合會促進這些突變的生成。正因如此，突變往往發生在決定基因何時開/關的調控區域。
發生在關鍵區域的錯誤會改變或摧毀調控開關，進而引起遺傳學疾病、改變對常見病的易感程度、甚至促進癌癥發展。研究人員希望emRiboSeq能幫助人們鑒定這樣的致病突變，尤其是在神秘的基因組非編碼區域。
“人們早就注意到基因組中的DNA突變存在特定的模式，但并不清楚出現這種模式的原因。我們這項研究揭示了DNA突變的來源和突變率比較高的位點，”文章的通訊作者 Dr Martin Taylor說。
“我們開發的新技術很有意義，可以用來跟蹤復制基因組的DNA聚合酶。這項研究告訴我們，盡管DNA復制有著驚人的準確性，但錯誤依然會發生并且集中在基因組的重要位置，”文章的另一位通訊作者Andrew Jackson教授說。
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