自然重:重写进化！DNA的突变不是随机的

资料来源：Medicago 2022-01-14 08:30

DNA突变是指单个脱氧核苷单磷酸残基甚至DNA片段的结构、复制或表型功能的异常改变。基因突变的发生与DNA复制、DNA损伤修复、癌变和衰老有关。基因突变也是生物进化的重要因素之一。长期以来，科学界认为真核生物和原核生物的突变，以及任何类型的突变，都是随机的。加州大学和德国马克斯普朗克发育生物学研究所的研究

DNA突变是指单个脱氧核苷单磷酸残基甚至DNA片段的结构、复制或表型功能的异常改变。基因突变的发生与DNA复制、DNA损伤修复、癌变和衰老有关。基因突变也是生物进化的重要因素之一。

长期以来，科学界认为真核生物和原核生物的突变，以及任何类型的突变，都是随机的。

加州大学和德国马克斯普朗克发育生物学研究所的研究人员在《自然》杂志上发表了一篇题为“突变偏见反映拟南芥的自然选择”的研究论文。

该研究表明，DNA突变不是随机的，在数百种拟南芥中发现了100多万个突变，基因组功能受限区域发生突变的频率较低。与预期相反，在这些突变中，揭示了一种非随机模式。

这一发现从根本上改变了人们对进化的认识。有一天，它可能会帮助研究人员种植更好的作物，甚至帮助人类对抗癌症。这是人类医疗保健的福音。

当DNA受损而不修复时，就会发生突变，产生新的突变。为了找出这种突变是随机的还是更深层次的，研究人员花了三年时间对数百种拟南芥进行了测序。

拟南芥作为模式生物，是一种小型开花杂草，被认为是“植物中的实验老鼠”。拟南芥的基因组包含大约1.2亿个碱基对。相比之下，人类大约有30亿个碱基对。

在马克斯普朗克研究所，研究人员在受保护的实验室环境中培养拟南芥标本，这使得可能无法在自然界生存的有缺陷植物能够在受控空间中生存。

研究人员对数百个拟南芥物种进行了测序，发现了100多万个突变。与预期相反，在这些突变中，揭示了一种非随机模式。

研究人员说，乍一看，我们的发现与最初的突变是完全随机的，自然选择是由生物体的突变决定的这一事实相矛盾。

然而，这项研究发现了突变率低的非随机基因组斑块，这些斑块的突变率比其他区域低三分之一。当研究人员检查哪些基因位于这些斑块中时，他们发现了大量的必需基因，包括那些参与细胞生长和基因表达的基因。

研究人员说，这些真的是基因组中非常重要的区域，生物学中最重要的区域是那些被保护免受突变的区域，这些区域对新突变的有害影响也很敏感。因此，DNA损伤修复在这些领域特别有效。

此外，研究人员还发现，DNA包裹在不同类型蛋白质上的方式可以很好地预测基因是否会发生突变，这意味着它可以预测哪些基因比其他基因更容易发生突变。

这些发现挑战了达尔文的自然选择进化论，因为它揭示了植物为了生存，已经进化出一种保护它们最重要的地方免受突变的方法。这也意味着DNA突变不是随机的。

研究人员说，我们可以利用这些发现来思考如何保护人类基因免受突变。

总之，这项研究从根本上改变了我们对进化的理解。如果我们理解了为什么基因组的某些区域比其他区域变异更多，我们就可以帮助依赖变异的育种者培育更好的作物。科学家还可以利用这些信息来更好地预测或开发新的疾病疗法，例如由突变引起的癌症。(100yiyao.com)

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