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抑制有害DNA變化的拯救突變可能揭示遺傳疾病

導(dǎo)讀 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

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,可以被自然變異抑制的突變可能要高得多。抑制的頻率表明,它在其他情況下也可能做出重要貢獻(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。

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