科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人類基因組中存在一類特別容易發(fā)生突變的新區(qū)域，這些區(qū)域位于基因的起始點(diǎn)，也就是轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。這些DNA片段的改變可以遺傳給后代，對(duì)人們理解遺傳學(xué)和疾病的發(fā)生具有重要意義。該成果由西班牙巴塞羅那基因組調(diào)控中心主導(dǎo)，發(fā)表在最新一期《自然·通訊》上。

此次發(fā)現(xiàn)，基因起始點(diǎn)之后的前100個(gè)堿基對(duì)比偶然發(fā)生突變的概率高出35%。這些序列是細(xì)胞機(jī)制開始將DNA復(fù)制成RNA的起點(diǎn)，因此是基因組中功能最重要的區(qū)域之一，與蛋白質(zhì)編碼序列同等重要。這些序列極易發(fā)生突變，是整個(gè)人類基因組中功能最重要的區(qū)域之一。

研究顯示，許多額外的突變發(fā)生在受孕后的最初幾輪細(xì)胞分裂中，這些突變被稱為鑲嵌突變，即只出現(xiàn)在某些細(xì)胞中，而非所有細(xì)胞。這也是這些突變熱點(diǎn)長期以來未被發(fā)現(xiàn)的部分原因。父母可能攜帶這些鑲嵌突變而無癥狀，因?yàn)橥蛔儍H存在于某些細(xì)胞或組織中，但這些突變?nèi)钥赡芡ㄟ^卵子或精子傳遞給后代。如果孩子所有細(xì)胞都攜帶該突變，就可能導(dǎo)致疾病。

團(tuán)隊(duì)通過對(duì)英國生物庫中15萬個(gè)人類基因組和7.5萬個(gè)基因組的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)進(jìn)行分析，并與11個(gè)獨(dú)立家族研究中的鑲嵌突變數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。而許多基因的起始位點(diǎn)發(fā)生了異常多的突變，尤其是與癌癥、腦功能和肢體發(fā)育缺陷相關(guān)的基因起始點(diǎn)受影響最為嚴(yán)重。

當(dāng)觀察更古老、更常見的變異時(shí)，這種額外的突變現(xiàn)象減少，表明自然選擇正在過濾掉這些有害突變。換句話說，那些基因起始位點(diǎn)帶有突變的家族，尤其是與癌癥和腦功能相關(guān)的基因，更不容易將這些突變遺傳下去，經(jīng)過幾代人這些突變逐漸消失。

目前，遺傳學(xué)家使用突變模型來判斷在基因組特定區(qū)域如果沒有特殊情況時(shí)，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)多少突變。臨床上，該基線用于確定哪些變異應(yīng)被關(guān)注，哪些應(yīng)被優(yōu)先考慮。然而，如果模型不知道自然突變熱點(diǎn)，就可能得出錯(cuò)誤結(jié)論。例如，模型可能預(yù)期某個(gè)區(qū)域有10個(gè)突變，但實(shí)際上觀察到50個(gè)，而正確的基線可能是80個(gè)，這一盲點(diǎn)正是此次突破的重點(diǎn)。