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抑制有害DNA變化的“拯救突變”可能揭示遺傳疾病



惠康桑格研究所 ， 洛桑大學(xué)及其合作伙伴的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了有關(guān)DNA克服有害遺傳變化的能力的新見解 。 研究小組發(fā)現(xiàn) ， 至少一種野生酵母菌株中的自然變異會抑制26％的有害突變 。 在每個詳細(xì)檢查的實例中 ， 一個“拯救突變”負(fù)責(zé)抵消另一個可能威脅到生物生存的突變 。
該研究于今天（2021年5月27日）發(fā)表在《分子系統(tǒng)生物學(xué)》上 ， 提供了有關(guān)DNA變異體如何抑制不良遺傳變化的重要信息 。 如果在人類中得到證實 ， 這種生物學(xué)現(xiàn)象可能在遺傳疾病（例如癌癥或罕見的發(fā)育障礙）中發(fā)揮重要作用 ， 并解釋了為什么某些患者比其他患者患有更嚴(yán)重的疾病 。
突變是DNA字母的變化 ， 形成了多細(xì)胞生物的遺傳密碼 。 它們可能是由于DNA在細(xì)胞分裂過程中復(fù)制時產(chǎn)生的錯誤 ， 或者是環(huán)境暴露（如紫外線）的影響所致 。 盡管大多數(shù)突變不會對細(xì)胞的功能產(chǎn)生重大影響 ， 但某些突變可能有害并導(dǎo)致遺傳性疾病 ， 例如癌癥 。 其他突變可能是有益的 ， 并通過進(jìn)化的自然過程1促進(jìn)了物種的遺傳多樣性 。
人類基因組中有60億個DNA字母 ， 自然遺傳變異的影響是巨大的 。 結(jié)果 ， 尚未完全了解突變對基因和細(xì)胞功能的精確影響 。 對一個人有害的突變可能對另一個人沒有負(fù)面影響 。 在某些情況下 ， 這是因為健康或有彈性的個體攜帶額外的突變 ， 稱為抑制子 ， 可以抵消有害的DNA變化 。
在這項研究中 ， 多倫多大學(xué)的研究人員從10個野生酵母菌株中的580個必需基因3中篩選了1106個對溫度敏感的等位基因2 ， 以觀察自然遺傳變異是否會使酵母在不利的高溫下生長 。
他們發(fā)現(xiàn) ， 至少一種野生酵母菌株中的580個必需基因中有26％可以被自然變種所規(guī)避 。 然后 ， 在維康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）對繼續(xù)生長的酵母菌落進(jìn)行測序 ， 以尋找可以抑制對溫度敏感的等位基因的特定突變 。
洛桑大學(xué)論文的資深作者Jolanda van Leeuwen教授說：“可以被抑制的必需基因中有害突變的比例是出乎意料的 ， 而且因為我們只對一小部分野生酵母菌株進(jìn)行了采樣 ， 可以被天然變異體抑制的突變可能要高得多 。 抑制的頻率表明 ， 它也可以在其他情況下做出重要貢獻(xiàn) ， 包括可能對人類疾病的影響 。 ”
洛桑大學(xué)的研究人員詳細(xì)檢查了10種抑制作用實例 ， 以更好地了解抑制作用及其對細(xì)胞的保護(hù)作用 。 令他們驚訝的是 ， 在每種情況下 ， 單個突變負(fù)責(zé)抑制對溫度敏感的等位基因并使細(xì)胞存活和繁殖 。
【抑制有害DNA變化的“拯救突變”可能揭示遺傳疾病】惠康大學(xué)桑格研究所的論文的資深作者利奧波德·帕特斯博士說：“在生物學(xué)上 ， 解釋往往很復(fù)雜 ， 因此找到單個“吸煙槍”是很不尋常的 。 我們可能期望許多基因能夠結(jié)合在一起 。 克服諸如溫度敏感等位基因等嚴(yán)重的遺傳缺陷 ， 因此將其作為單個突變的結(jié)果是非常令人驚訝的 。 ”
在上述基因研究中 ， 有時需要體外培養(yǎng)和分析細(xì)胞 。 細(xì)胞要養(yǎng)好 ， 就要用好血清 ， 如Ausbian品牌特級進(jìn)口胎牛血清 ， 它的內(nèi)毒素小于3Eu/ml ， 使細(xì)胞更健康 ， 穩(wěn)定批次供應(yīng) ， 做實驗會更加順利 。

抑制有害DNA變化的“拯救突變”可能揭示遺傳疾病
本文插圖



而Sanger研究所已經(jīng)在開展工作 ， 以在人類細(xì)胞中進(jìn)行類似的研究 ， 以使用健康捐獻(xiàn)者的市售人類細(xì)胞系來研究這些發(fā)現(xiàn)與人類基因組之間的相關(guān)性 。 如果同一生物學(xué)現(xiàn)象在起作用 ， 它可以提供有關(guān)遺傳疾病如何產(chǎn)生以及“拯救突變”是否有一天可能幫助臨床醫(yī)生治療這些疾病的有價值的信息 。

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