近日,英美研究人员分析人体基因组发现,每个人携带大约100个破损基因,其中多数无碍健康,一些可能致病,还有一些反而有益健康。
人均一百
研究人员重点关注2万个指导蛋白质生成的蛋白质编码基因。人体基因组中,蛋白质编码基因占大约1.5%,其余为调控元件和闲置的脱氧核糖核酸(DNA)序列。
研究人员分析欧洲、东亚和西非185个人体基因组,查看可能破损的近3000个基因,即由于突变或者DNA序列变化而不能指导蛋白质生成的基因。
在最新一期《科学》杂志发表的论文中,研究人员报告,借助多种测试方法,确认了1285个破损基因,人均携带大约100个破损基因。先前基因组测序项目显示,即便身体非常健康,也可能携带数百个破损基因,只是当时并未确定具体数字。
多数无碍
美国趣味科学网站援引研究人员之一、英国桑格研究所丹尼尔·麦克阿瑟的话报道,这些破损基因不活跃,在人体有多种不同表现特征,多数无关紧要;某些基因在某类人群中普遍不活跃,这些人的共同特质可能是血型或者有嗅出特殊气味的能力。
研究人员说,参考先前研究结果,26个破损基因与囊胞性纤维症等严重疾病关联;21个破损基因可能引发疾病,因为它们关乎人体重要蛋白质的形成,却未见与疾病的直接关联。
“我们还发现数例非常罕见的不活跃突变,与肌肉萎缩症等非常严重的疾病相关,”麦克阿瑟说,“不过,所有这些罕见突变都发生在一个等位基因上,携带者健康不受影响,因为两个等位基因都发生这样的突变才致病。”
1%关闭
研究人员发现,185人中,每人有大约20个基因的两个等位基因全部破损,意味着这个基因的功能完全丧失。
总体而言,253个基因的两个等位基因全部破损,占基因总数的大约1%。参与研究的美国耶鲁大学生物医学信息学教授马克·格斯坦说:“这说明,至少1%的人体基因能够关闭,不会引发严重疾病。”
研究项目主管、英国桑格研究所的克里斯·泰勒—史密斯说,这项研究确定了1000多个破损基因,“多数情况下,对这些基因发挥什么作用、如何作用,我们几乎毫无所知,以仔细研究这些基因的携带者方式,我们可能对诸多知之甚少的人体基因有新认识”。
(生物谷Bioon.com)
doi:10.1126/science.1215040
PMC:
PMID:
A Systematic Survey of Loss-of-Function Variants in Human Protein-Coding Genes
MacArthur, Daniel G.; Balasubramanian, Suganthi; Frankish, Adam; Huang, Ni; Morris, James; Walter, Klaudia; Jostins, Luke; Habegger, Lukas; Pickrell, Joseph K.; Montgomery, Stephen B.; Albers, Cornelis A.; Zhang, Zhengdong D.; Conrad, Donald F.; Lunter, Gerton; Zheng, Hancheng; Ayub, Qasim; DePristo, Mark A.; Banks, Eric; Hu, Min; Handsaker, Robert E.; Rosenfeld, Jeffrey A.; Fromer, Menachem; Jin, Mike; Mu, Xinmeng Jasmine; Khurana, Ekta; Ye, Kai; Kay, Mike; Saunders, Gary Ian; Suner, Marie-Mart
Genome-sequencing studies indicate that all humans carry many genetic variants predicted to cause loss of function (LoF) ofprotein-coding genes, suggesting unexpected redundancy in the human genome. Here we apply stringent filters to 2951 putativeLoF variants obtained from 185 human genomes to determine their true prevalence and properties. We estimate that human genomestypically contain ~100 genuine LoF variants with ~20 genes completely inactivated. We identify rare and likely deleteriousLoF alleles, including 26 known and 21 predicted severe disease–causing variants, as well as common LoF variants in nonessentialgenes. We describe functional and evolutionary differences between LoF-tolerant and recessive disease genes and a method forusing these differences to prioritize candidate genes found in clinical sequencing studies