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（8月24日）公布了一項(xiàng)由解碼基因公司（deCODE Genetics）領(lǐng)銜完成的最新研究：Rate of de novo mutations and the importance of father’s age to disease risk，這是本期Nature雜志發(fā)布的唯一一篇article文章（除此之外還有letter文章），通過一項(xiàng)大型分析探索了人類自發(fā)突變，指出一個(gè)新生兒基因組序列平均來說，包含有60個(gè)小規(guī)模的突變，而這個(gè)數(shù)字與其父親的年齡密切相關(guān)。

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

突變在整個(gè)基因組規(guī)模中是很常見的，但是在單個(gè)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(fā)生的頻率是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

然而來自解碼基因公司，丹麥奧胡斯大學(xué)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(fā)現(xiàn)了新生突變（de novo mutations ），并將之前用于此類研究，但已過時(shí)的幾種巧妙方法應(yīng)用到了這項(xiàng)研究中。

這種比對能在多個(gè)物種中，快速完成自發(fā)突變參數(shù)的評估，此次這一研究組就獲得了人類的數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)新生兒的基因組序列中包含，平均來說60個(gè)突變，而這種突變的數(shù)字與其父親在受孕時(shí)的年齡密切相關(guān)。

這項(xiàng)研究進(jìn)行了迄今為止最大規(guī)模的此類研究——78個(gè)來自冰島的父母后代組，研究人員獲得了平均每代60個(gè)突變的結(jié)論，這與之前的研究結(jié)論一致，但是這些數(shù)據(jù)還指出，雖然一位20歲的父親，平均只會傳遞25個(gè)突變給他的后代，但一位40歲的父親傳遞突變的數(shù)量就會增加到65個(gè)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(gè)突變。通過比對，研究人員發(fā)現(xiàn)母親傳遞的新生突變則大約總是15個(gè)左右，與其年齡無關(guān)。

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

這些發(fā)現(xiàn)并不難以理解，因?yàn)樵诓溉閯游镏校行陨臣?xì)胞（精子）是不斷產(chǎn)生的，因此在這個(gè)過程中會出現(xiàn)更多的細(xì)胞分裂，比女性的生殖細(xì)胞（卵子）。但是這項(xiàng)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(nèi)多達(dá)10%的點(diǎn)突變是惡性的，研究人員的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明新生兒平均帶有6個(gè)新惡性突變，雖然大多數(shù)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(xiàng)研究最直接相關(guān)的是父親年齡相關(guān)的幾個(gè)單基因易感性，以及多因素疾病增長的數(shù)據(jù)，雖然在某些情況下，這種增長是由于來自生殖系細(xì)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(shù)目的影響，比如說，新生突變的因果關(guān)系最近在自閉癥研究中得到證實(shí)，這是一個(gè)多因素的失序癥，因?yàn)槠浒Y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(guān)。這與更多基因表達(dá)在大腦中，而不是其他器官中的事實(shí)是一致的，這說明影響功能的新突變比例是最高的。