腫瘤和“自然選擇”有什么關(guān)系？《Cell》揭示基因組周期性的起源！-肽度TIMEDOO

研究人員證明，真核生物基因組序列周期性的生成對(duì)DNA損傷和修復(fù)過(guò)程具有重要意義。在細(xì)胞核內(nèi)，當(dāng)DNA被打包時(shí)，DNA結(jié)構(gòu)的方向性影響修復(fù)過(guò)程，換句話說(shuō)，真核基因組偏好具有周期性屬性的某一特定構(gòu)型。

“這使我們更好地理解為什么我們的基因組和其他物種的基因組發(fā)展成了今天的樣子，”IRB 生物醫(yī)學(xué)基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Núria López-Bigas說(shuō)。

“神秘”的周期性

自從21世紀(jì)初，人類基因組序列和其他生物基因組被測(cè)序以來(lái)，一些研究人員已經(jīng)注意到由腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）組成的堿基對(duì)的比例具有明顯周期性。事實(shí)上，每隔10個(gè)堿基，遇到A/T對(duì)的概率就會(huì)增加。

腫瘤和“自然選擇”有什么關(guān)系？《Cell》揭示基因組周期性的起源！-肽度TIMEDOO

這種周期性與DNA纏繞核小體的方式有關(guān)。給出的解釋是，自然選擇有利于A/T堿基對(duì)的出現(xiàn)，因?yàn)檫@些堿基可以為DNA結(jié)構(gòu)提供更大的靈活性，從而允許它們纏繞組蛋白形成核小體。

腫瘤突變是關(guān)鍵

通過(guò)研究3000多例人類腫瘤樣本的突變分布，研究小組觀察到，每10個(gè)堿基對(duì)突變也積累一次?！斑x取攜帶突變的基因組，我們排除了其他選擇因素，換句話說(shuō)，每10個(gè)構(gòu)成核小體的DNA具有顯著周期性，”文章一作Oriol Pich解釋道。

突變基因組也存在周期性是由于這些區(qū)域更容易損壞，然后被維修，這些區(qū)域本身就更容易發(fā)生突變。

接下來(lái)，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向人類和植物的代代相傳突變，這些遺傳突變也是每10個(gè)堿基逐漸增加。

這是一個(gè)新的概念：核小體影響DNA突變，因此，真核基因組序列存在“神秘周期性”進(jìn)化傾向。

幾百萬(wàn)年形成的進(jìn)化突變

科學(xué)家大膽假設(shè)，目前我們獲得的大多數(shù)突變都是C轉(zhuǎn)化為T，幾百萬(wàn)年來(lái)，那些最容易發(fā)生突變的區(qū)域早就變成了A/T堿基對(duì)。

為了驗(yàn)證這一概念，研究人員對(duì)基因組的進(jìn)化進(jìn)行了數(shù)字模擬，并證明人類基因組序列和其他真核生物序列的周期性可能由周期性突變率引起。

“我們非常高興向科學(xué)界提供了周期性假說(shuō)的另一個(gè)解釋，”O(jiān)riol Pich和Núria López-Bigas強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)研究的重要性?！昂闷嫘尿?qū)使我們從研究中獲得新基礎(chǔ)知識(shí)，讓我們更好地理解自然?！?/p>

這樣研究成果不僅對(duì)理解人類基因組取得了新突破，而且解釋了腫瘤的發(fā)生根本。這些知識(shí)對(duì)鑒定突變和揭示腫瘤發(fā)展都有一定的相關(guān)聯(lián)系。

這是又一個(gè)基礎(chǔ)研究帶來(lái)新科學(xué)概念的例子。

原文檢索：Somatic and Germline Mutation Periodicity Follow the Orientation of the DNA Minor Groove around Nucleosomes

來(lái)源：生物通