DNA突變是指?jìng)€(gè)別脫氧單磷酸核苷殘基以至片段DNA在結(jié)構(gòu)、復(fù)制或表型功能的異常變化。基因突變的發(fā)生和脫氧核糖核酸的復(fù)制、DNA損傷修復(fù)、癌變和衰老都有關(guān)系，基因突變也是生物進(jìn)化的重要因素之一。

一直以來(lái)，科學(xué)界認(rèn)為，不論是真核生物還是原核生物的突變，也不論是什么類(lèi)型的突變，都是隨機(jī)的。

美國(guó)加州大學(xué)和德國(guó)馬克斯普朗克發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員在" Nature "期刊上發(fā)表了一篇題為" Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana "的研究論文。

該研究表明，DNA突變并不是隨機(jī)的，研究對(duì)數(shù)百種擬南芥測(cè)序發(fā)現(xiàn)了超過(guò)100萬(wàn)個(gè)突變，發(fā)現(xiàn)突變發(fā)生在基因組功能受限區(qū)域的頻率較低。與預(yù)期相反，在這些突變中，揭示了一種非隨機(jī)模式。

這一發(fā)現(xiàn)從根本上改變?nèi)藗儗?duì)進(jìn)化的理解，有朝一日或可幫助研究人員培育出更好的作物，甚至幫助人類(lèi)對(duì)**癥，是人類(lèi)醫(yī)療事業(yè)的福音。

當(dāng)DNA受損且未修復(fù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生突變，從而產(chǎn)生新的變異。為了弄清楚突變是隨機(jī)的還是更深層次的，研究人員花了3年時(shí)間對(duì)數(shù)百種擬南芥的DNA進(jìn)行測(cè)序。

擬南芥，作為遺傳學(xué)模式生物，是一種小型開(kāi)花雜草，被認(rèn)為是“植物中的實(shí)驗(yàn)鼠”。擬南芥的基因組包含約1.2億個(gè)堿基對(duì)。相比之下，人類(lèi)大約有30億個(gè)堿基對(duì)。

在馬克斯普朗克研究所，研究人員在受保護(hù)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中培養(yǎng)擬南芥標(biāo)本，這使得在自然界中可能無(wú)法生存的具有缺陷的植物能夠在受控空間中生存。

研究人員對(duì)這數(shù)百種擬南芥測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了超過(guò)100萬(wàn)個(gè)突變。與預(yù)期相反，在這些突變中，揭示了一種非隨機(jī)模式。

研究人員表示，乍一看，我們的發(fā)現(xiàn)與初始突變完全是隨機(jī)的相矛盾，自然選擇決定在生物體的突變。

然而，該研究發(fā)現(xiàn)了非隨機(jī)且具有低突變率的基因組斑塊，這些斑塊的突變率比其他區(qū)域低三分之一。當(dāng)研究人員檢查哪些基因位于這些斑塊中時(shí)，發(fā)現(xiàn)了大量的必需基因，包括那些參與細(xì)胞生長(zhǎng)和基因表達(dá)的基因。

研究人員表示，這些是基因組中真正重要的區(qū)域，在生物學(xué)上*重要的區(qū)域就是那些受到保護(hù)免于突變的區(qū)域，這些區(qū)域?qū)π峦蛔兊挠泻τ绊懸埠苊舾小Ｒ虼耍珼NA損傷修復(fù)在這些區(qū)域特別有效。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，DNA包裹在不同類(lèi)型蛋白質(zhì)上的方式可很好地預(yù)測(cè)基因是否會(huì)發(fā)生突變，這意味著可以預(yù)測(cè)哪些基因比其他基因更有可能發(fā)生突變。

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了達(dá)爾文的自然選擇進(jìn)化理論，因?yàn)樗沂玖酥参餅榱松妫呀?jīng)進(jìn)化出一種方法來(lái)保護(hù)其*重要的地方免受突變。這也意味著DNA突變并不是隨機(jī)的。

研究人員表示，我們可以利用這些發(fā)現(xiàn)來(lái)思考如何保護(hù)人類(lèi)基因免受突變。

總之，該研究從根本上改變了我們對(duì)進(jìn)化的理解，如果理解了為什么基因組的某些區(qū)域比其他區(qū)域突變更多，可以幫助依賴(lài)遺傳變異的育種者培育出更好的作物。科學(xué)家們還可以利用這些信息更好地預(yù)測(cè)或開(kāi)發(fā)針對(duì)由突變引起的癌癥等**的新療法。(生物谷Bioon.com）