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细胞基因突变不应只为癌变? 精选

已有 2223 次阅读 2019-6-8 11:41 |系统分类:观点评述

人体正常组织存在非常多的基因组类型,基因突变能导致癌症,最近来自一项迄今为止规模最大的针对人体正常组织中基因突变的研究分析发现,正常组织中存在大量突变的基因组类型。这一研究是对50029种不同类型的组织进行研究的新发现。结果201966日发表在《科学》杂志网站上。研究可帮助我们更好地理解癌症,并提供了新的检测思路。英国桑格研究所遗传学家Iñigo Martincorena说,“这些突变都属于癌症的种子”。组织中出现大量积累的DNA突变,主要来自细胞分裂期间的错误和紫外线辐射空气污染等环境突变伤害引起。突变细胞发生分裂时,可以形成一个不同周围细胞的小区域,大量这种突变产生类似马赛克样的组织结构。过去研究发现许多组织如皮肤、食管、血细胞等都存在大量的未癌变突变现象。过去这些研究结果通常来自小样本的特定基因序列分析。

波士顿马萨诸塞州总医院计算生物学家Gad Getz注意到这些研究,他决定采取不同的研究策略,不是从小量组织DNA序列,而是从数据库(GTEx)mRNA序列分析进行数据挖掘,细胞使用DNA作为模板进行RNA转录,如果DNA序列突变会反映在RNA序列中。研究从大约有50029个组织的6700份样本中进行分析。这种方法也存在缺点,就是无法全面体现所有目标细胞的DNA突变,因为只有部分基因序列才能编码转录为RNA。研究发现预期突变比例比过去认为的少,但突变普遍存在再次得到证实。细胞分裂率高的组织如皮肤、食管倾向于比分裂率较低的组织形成大量突变的几率大。暴露于环境因素如皮肤细胞的这种突变比例随着年龄增加而明显增多。

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我的看法是,这种细胞突变和癌症的发生有关系,或许存在另外一种功能,例如表观遗传学的一种方式。在胚胎发育早期,我们似乎默认细胞定向分化是受到基因内程序控制的,也许这种分化需要利用突变为工具才能完成更有效的定向分化。虽然这看起来有点疯狂,但既然突变是不可避免,几乎所有的分裂都会存在错误,这种错误就应该成为生物过程的手段加以利用。

从宏观上考虑,人类等复杂生物是进化的产物,也可以说是基因突变的产物,那么复杂结构的产生也许就利用这种突变为工具进行个体的组织进化。就是说每次细胞分裂都存在细胞进化的模式。每个个体的发育都在重复整个生物学进化历史。

Yizhak, K. et al. Science 364, eaaw0726 (2019).



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