Секретное слабое пятно в ДНК человека мутирует гораздо быстрее, чем мы думали
«Hearst Magazines и Yahoo могут получать комиссионные или доход от некоторых статей по этим ссылкам».
Вот что вы узнаете, прочитав эту историю:
Когда зигота начинает деление клеток с высокой скоростью, происходят ошибки, и новое исследование показало, что пары оснований вблизи сайтов состояния транскрипции гена (TSS) особенно уязвимы.
Анализируя около 225 000 геномов (на которые ссылаются в семейных исследованиях, связанных с мозаичными мутациями), ученые обнаружили, что эти области имели на 35% повышенный риск мутации по сравнению со случайным совпадением.
Поиск нового источника мутации может улучшить моделирование, точно отражая исходные мутации этих уязвимых областей.
Биологический процесс зиготы, в конечном счете, превращающейся в живого, дышащего человека, является одним из истинных шедевров эволюции, но этот процесс далек от совершенства. Мутации, пороки развития и странные слияния могут вызывать различные врожденные дефекты и другие виды биологических странностей (таких как химеризм).
Теперь, в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда ученых (из Центра геномного регулирования в Барселоне, Испания и Гарвардской медицинской школы в Бостоне) определила «слабость» в ДНК, которая может приводить к мозаичным мутациям — подмножеству пост-зиготных мутаций, которые могут создавать различные клеточные линии у одного человека. Уязвимая область расположена в первых 100 пар оснований после начала генов, которые известны как сайты начала транскрипции (TSS).
«Эти последовательности чрезвычайно склонны к мутациям и входят в число наиболее функционально важных областей во всем геноме человека, вместе с последовательностями, кодирующими белок, — сказал Донат Вегорн, старший автор исследования из Центра геномной регуляции. — Поиск нового источника мутаций, особенно тех, которые влияют на зародышевую линию человека, происходит не часто».
Авторы обнаружили, что эти мозаичные мутации обычно происходили после зачатия на первых этапах деления клеток в эмбрионе.Это похоже на химеризм в некоторых отношениях, но мозаичные мутации происходят от одной зиготы, тогда как химеризм обычно включает слияние двух оплодотворенных яйцеклеток, которые создают разные клеточные линии.
Хотя химерные клетки обычно присутствуют во всем организме, эти мозаичные мутации не так равномерно распределены, поэтому до сих пор они оставались незамеченными. На самом деле, человек, который несет эти мутации, может никогда не заметить из-за отсутствия симптомов. Однако, если потомство наследует эти генетические изменения, они могут переноситься в каждую живую клетку и вызывать различные проблемы со здоровьем и дефекты.
Чтобы раскрыть эту хорошо скрытую уязвимость, ученые полагались на базу данных агрегации генома (которая собирает геномные данные из различных проектов секвенирования человека) и британский биобанк для создания пула из около 225 000 сайтов начала транскрипции. Эти данные затем были сопоставлены с одиннадцатью семейными исследованиями, в которых подробно описывались мозаичные мутации. В этих уязвимых регионах TSS исследователи обнаружили мутации в начальных областях генов, влияющих на рак, функцию мозга и аномальное развитие конечностей.
К счастью, есть и хорошие новости. Редкие варианты мутаций (как правило, указывающие на недавнее генетическое изменение) содержали особенно сильную концентрацию мутаций, но эти изменения уменьшались в более распространенных вариантах. Это говорит о том, что естественный отбор медленно удалял эти мутации, и в течение поколений в конкретных семьях они в конечном итоге полностью исчезали.
Больше в науке
Это исследование может помочь улучшить сложное исследование мозаичных мутаций, которые трудно определить по сравнению с мутациями, присутствующими в каждой родительской клетке. Это также может точно настроить модели мутаций генома, которые в настоящее время могут установить исходное число мутаций в этих областях TSS слишком низко и, таким образом, изменить результат модели.
«Если модель не знает, что этот регион богат естественными мутациями, она может ожидать, скажем, 10 мутаций, но наблюдать 50. Если правильный базовый уровень составляет 80, то 50 означает меньше, чем ожидалось, и является признаком того, что вредные изменения удаляются естественным отбором», — сказал Вегорн.
Первый момент существования зиготы — это хаос и давление на здание, чтобы расти, делиться и расти снова. В то время как клетки часто могут исправлять ошибки, которые появляются, некоторые ошибки остаются позади. Теперь у ученых есть совершенно новая область для анализа при попытке решить тайну мутации.
** Вам тоже может понравиться**
