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自然发表南京大学遗传突变研究的新成果

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来源: 作者: 2019-05-16 21:38:52

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南京大学生命科学学院田大成、陈建群教授等在9月4日出版的国际著名期刊《自然》杂志上发表了他们的重要研究成果“真核生物中插入 / 缺失增加其周围序列的突变率”。该研究成果是在国家自然科学基金及南京大学的大力支持下,利用生物信息学的方法,对多种生物基因组序列进行系统分析研究而取得的。研究发现,基因组中普遍存在的非对称DNA结构——“插入/缺失”能显著地提高其周边核苷酸的突变率,由此提出了“插入/缺失诱变理论”,并得到多种检验结果的支持,从而从源头上回答了“生物的遗传变教师体罚学生事件频发引关注 背后折射师德之忧
异究竟是如何产生的”这一基本的生命科学问题。深入研究表明,非对称的“插入/缺失”表现出与经典遗传行动不同的特殊遗传规律,它们在个体中的数量和组成极可能是某些疾病(如肿瘤等)、杂种优势、自交退化等产生的遗传基础,在医学和农业上具有重要的潜伏应用价值。

突变是进化的第一动力。传统认为,遗传突变的产生及其在基因组内的分布都是随机的。但随着DNA测序技术的迅速发展,基因组中遗传突变的不均衡性受到了关注,即基因组中存在很多突变热点和冷点区域。遗憾的是,虽然众多研究者做了大量的努力,但并未找到解释突变热点产生的一种基本机制。“真核生物中插入/缺失增加其周围序列的突变率”一文提出的“嫣然基金称“无隐瞒”爆料人拟继续向审计署举报
插入/缺失诱变机制”美满回答了这一悬而未决的问题,具有重大科学意义,如:基因组中普遍存在的“插入/缺失”决定了其周边DNA遗传突变的速率,即找到了多数遗传突变产生的本源;其次,由于“插入/缺失”本身是基因组内的一种突变形式,比其他遗传突变遭到更强的自然选择作用,对“插入/缺失”的选择调节改变着基因组各个区域的突变率。由此可以看出,生物通过调节自身遗传变异来适应环境的能力可能比我们原来想象的要大得多,即遗传突变在进化中的作用相当巨大。

通过对这种非对称的“插入/缺失”现象的系统研究,该课题组还发现,非对称的DNA序列是基因组的重要组成部分,其散布和变化是生物性状表现的重要基础;大片段“插入/缺失”极易与非等位的同源序列之间进行重组,增加不同位点间的遗传交换频率,使杂合个体基因组的稳定性下落、染色体变异增多;同时,这种非对称序列又阻碍其周边序列的遗传重组,导致份子水平的遗传隔离现象(相干工作发表在Molecular Biology and Evolution、BMC Genomics、Genetics等杂志)。非对称遗传现象的研究将加深人们对生命起源与进化的理解。

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