研究发现染色体变异频率远高于现有认知

DNA及染色体示意图。（Shutterstock）

新研究发现人体基因变异的频繁程度远高于现有的认知。这为遗传病学研究提供了新的线索。

基因就像人体的细胞工作所使用的蓝图，告诉细胞、器官怎样运作。可是基因出现变异会导致疾病。具体来说，基因变异有很多形式，有的是点突变（point mutation），有的是被删除、被复制，还有的情况下是某些基因出现倒位（inversion）。

基因倒位指的是某个基因片段在序列中的朝向出现调转的现象。在已知的几种变异中，倒位是最难分析确定的一种，所以科学家对它的了解很少。这份由欧洲分子生物学实验室（EMBL）德国海德堡（Heidelberg）总部实验室、美国华盛顿大学、德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf）合作完成的研究发现，原来倒位是人体内最常见的基因变异过程之一。

研究人员仔细调查了基因组内反复出现的40个倒位基因，终于揭示了倒位现象产生的过程。他们发现这些倒位变异在基因组中所处的位置，也都是遗传疾病出现的基因段。他们发现这些基因倒位发生的频率远高于以前的认知。

主要研究者之一EMBL海德堡实验室的资深科学家扬·科贝尔（Jan Korbel）说：“我们发现倒位发生的频率比我们以前所知的高得多。就人体而言，基因组中至少0.6%的基因反复在改变它们的朝向，使得倒位是人体内发展速度最快的一个变异过程。在这些基因段，基因不稳定，基因码的方向不断地来回变换。”

研究者发现，很多人体的重要基因都位于这些不稳定的基因段。这说明，今后基因表观遗传学研究应该把这些基因段上基因频繁倒位的因素考虑在内。

基因倒位与很多疾病相关，比如儿童发育迟缓，成年人的神经和精神疾病等。合作研究者杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的托拜厄斯·马歇尔（Tobias Marschall）说：“虽然这很重要，但是因为那里的复杂度很高，以前的研究很难了解这些基因段。要展示这些基因段内的基因的确反复出现调转，需要一套全新的计算方法。我们的研究为人类遗传学家探察患者疾病的根源提供了一套全新的工具。”

研究负责人华盛顿大学的埃文·艾希勒（Evan Eichler）说：“我们第一次展示，小儿麻痹症、发育迟缓和癫痫这些患者身上所看到的一些罕见的基因排列方式，都与倒位变异相关。接下来的问题是，为什么会出现这种变异?我们猜测某些基因倒位的两种排列方式，一种是保护后代免于某种疾病，另一种会导致后代产生某种疾病。这在临床上将有实际意义。这个工具可以用于确定家族成员出现某种疾病的风险。”

这份研究5月6日发表于《细胞》（Cell）期刊。