抑制有害DNA变化的“拯救突变”可能揭示遗传疾病

惠康桑格研究所，洛桑大学及其合作伙伴的科学家发现了有关DNA克服有害遗传变化的能力的新见解。研究小组发现，至少一种野生酵母菌株中的自然变异会抑制26％的有害突变。在每个详细检查的实例中，一个“拯救突变”负责抵消另一个可能威胁到生物生存的突变。
该研究于今天（2021年5月27日）发表在《分子系统生物学》上，提供了有关DNA变异体如何抑制不良遗传变化的重要信息。如果在人类中得到证实，这种生物学现象可能在遗传疾病（例如癌症或罕见的发育障碍）中发挥重要作用，并解释了为什么某些患者比其他患者患有更严重的疾病。
突变是DNA字母的变化，形成了多细胞生物的遗传密码。它们可能是由于DNA在细胞分裂过程中复制时产生的错误，或者是环境暴露（如紫外线）的影响所致。尽管大多数突变不会对细胞的功能产生重大影响，但某些突变可能有害并导致遗传性疾病，例如癌症。其他突变可能是有益的，并通过进化的自然过程1促进了物种的遗传多样性。
人类基因组中有60亿个DNA字母，自然遗传变异的影响是巨大的。结果，尚未完全了解突变对基因和细胞功能的精确影响。对一个人有害的突变可能对另一个人没有负面影响。在某些情况下，这是因为健康或有弹性的个体携带额外的突变，称为抑制子，可以抵消有害的DNA变化。
在这项研究中，多伦多大学的研究人员从10个野生酵母菌株中的580个必需基因3中筛选了1106个对温度敏感的等位基因2 ，以观察自然遗传变异是否会使酵母在不利的高温下生长。
他们发现，至少一种野生酵母菌株中的580个必需基因中有26％可以被自然变种所规避。然后，在维康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）对继续生长的酵母菌落进行测序，以寻找可以抑制对温度敏感的等位基因的特定突变。
洛桑大学论文的资深作者Jolanda van Leeuwen教授说：“可以被抑制的必需基因中有害突变的比例是出乎意料的，而且因为我们只对一小部分野生酵母菌株进行了采样，可以被天然变异体抑制的突变可能要高得多。抑制的频率表明，它也可以在其他情况下做出重要贡献，包括可能对人类疾病的影响。 ”
洛桑大学的研究人员详细检查了10种抑制作用实例，以更好地了解抑制作用及其对细胞的保护作用。令他们惊讶的是，在每种情况下，单个突变负责抑制对温度敏感的等位基因并使细胞存活和繁殖。
【抑制有害DNA变化的“拯救突变”可能揭示遗传疾病】惠康大学桑格研究所的论文的资深作者利奥波德·帕特斯博士说：“在生物学上，解释往往很复杂，因此找到单个“吸烟枪”是很不寻常的。我们可能期望许多基因能够结合在一起。克服诸如温度敏感等位基因等严重的遗传缺陷，因此将其作为单个突变的结果是非常令人惊讶的。 ”