突變可以是好的也可以是壞的。有時(shí)它們幫助有機(jī)體適應(yīng)和生存。其他時(shí)候，它們是如此有害，以至于有機(jī)體無法生存或繁殖。冷泉港實(shí)驗(yàn)室 (CSHL) Adam Siepel 教授的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，可以跟蹤人類基因組在整個(gè)進(jìn)化過程中有害突變的歷史。
他們發(fā)現(xiàn)基因組的某些部分特別容易受到突變的影響，這意味著這些區(qū)域的任何突變都可能導(dǎo)致嚴(yán)重或致命的后果。他們的發(fā)現(xiàn)可能有助于指導(dǎo)臨床醫(yī)生尋找嚴(yán)重遺傳疾病的起源。
Siepel 的程序稱為 ExtRaINSIGHT。它通過尋找有害突變的缺失來發(fā)現(xiàn)它們。偶然的機(jī)會(huì)，人類基因組的每個(gè)部分都應(yīng)該有突變，但有些則沒有。Siepel 稱這些地方為“超選擇”。當(dāng)它們發(fā)生時(shí)，那里的突變可能會(huì)致命或嚴(yán)重?fù)p害繁殖的幾率。西佩爾解釋說：
“如果我們查看一個(gè)由 10 萬人組成的小組，但我們從未看到某個(gè)特定基因的突變，這表明任何確實(shí)發(fā)生的突變都非常有害，以至于攜帶該突變的任何人都從人群中消失了。”
該團(tuán)隊(duì)使用 ExtRaINSIGHT 分析了 70,000 多個(gè)人類基因組。他們發(fā)現(xiàn)基因組的三個(gè)部分對(duì)幾代人的突變極為敏感。其中，剪接位點(diǎn)是最敏感的。剪接位點(diǎn)有助于產(chǎn)生正確的蛋白質(zhì)制備說明。這里的突變會(huì)對(duì)遺傳基因的幾率產(chǎn)生巨大影響，也稱為適應(yīng)度。它們與多種疾病有關(guān)，包括脊髓性肌萎縮癥，這是嬰兒和幼兒死亡的主要遺傳原因。西佩爾 說：
“如果您在剪接位點(diǎn)看到突變，最好認(rèn)真對(duì)待。僅此突變就會(huì)使您的適應(yīng)度降低 1% 或 2%。這聽起來不是很大，但這是一個(gè)巨大的適應(yīng)度效應(yīng)。如果您有其中的多個(gè)，很快你傳遞基因的機(jī)會(huì)可能接近于零。”
稱為 miRNA 的分子和中樞神經(jīng)系統(tǒng)基因也很敏感。“如果你在 miRNA 中發(fā)現(xiàn)突變，它很有可能是遺傳病的原因，”Siepel 說。“而且由于神經(jīng)系統(tǒng)如此復(fù)雜和相互關(guān)聯(lián)，它似乎對(duì)突變特別敏感。”
許多遺傳疾病和病癥的起源仍然是一個(gè)謎。Siepel 希望像 ExtRaINSIGHT 這樣的技術(shù)能夠幫助揭示它們的起源并指導(dǎo)診斷和未來的治療。他還希望他的工作將有助于進(jìn)一步說明突變?nèi)绾卫^續(xù)影響人類基因組的進(jìn)化。
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