美國科學家發現人類差異性基因從0.1%升至10%

2020-12-12 搜狐網

  美科學家發現人類差異性基因0.1%升至10%

  由美國科學家領導的一個國際科研小組22日宣布,他們已成功繪製基因複製過程中出現不同突變的複製變異(CNV)圖,補充了先前得到的人類基因圖譜。這不僅可能從根本上解釋絕症的由來,也可望幫助解釋疾病對不同人的影響。

  研究人員表示,補充完成的人類基因圖譜填補了許多以前失落的頁碼和章節,可以解釋基因在許多疾病裡扮演的未知角色。《自然》、《自然遺傳學》及《基因組研究》等權威期刊近日都相繼作了報導。

  顛覆性的發現

  按通行觀念來說,地球上每個人彼此的DNA密碼———也就是所謂的「生命之書」———99.9%都是相同的。但現在,這一重大的科學新發現說明,人與人的差異至少10倍於我們先前的估計。這樣也就更容易解釋,為什麼有些人罹患絕症的風險要高於其他人。

  「我認為這份研究將永遠改變人類遺傳學領域的認知。」美國德克薩斯州休斯敦「貝勒醫學院」分子與人類遺傳學系副主任魯普斯基說。

  魯普斯基甚至認為,這將取代19世紀被譽為「遺傳學之父」孟德爾及1953年發現「DNA雙螺旋」的弗蘭西斯·克裡克與吉姆·沃特森所確立的人類基因學基準。

  「我們不能再將人與人的差異想當然地認為是單個DNA突變的結果,而是更複雜的結構性差異。」魯普斯基說。

  2000年人類基因組計劃首次破解人類基因密碼,繪製出人類約3萬個基因30億個鹼基圖譜。如果按照科學界一度將此形容為「登陸月球」,那麼新的複製變異圖譜,就像是人類登陸之後,發現月球表面原來並不是想像中的那麼回事。

  沒想到變異如此之多

  之前科學家繪製的人類基因圖譜顯示,人類之間的基因密碼幾乎相同。後來他們發現,單個核苷酸變異導致核酸序列呈現多態,即單核苷酸多態(SNP)。

  鑑於基因不同決定個體差異,造成基因不同的原因一直是研究焦點。迄今為止,基因研究主要集中在SNP對人體缺陷和多態性的影響。

  但在這次由全球13個研究中心聯手進行的研究中,科學家們不是在尋找SNP,而是尋找大片段DNA的複製/消失差異,這種缺失或重複導致DNA片段發生變異,即「複製變異」(CNV)。這些變異可以解釋為什麼有些人容易得愛滋病,有些人不容易得。

  科學家對比來自中國大陸、日本、奈及利亞和美國總共270個健康志願者的DNA,辨識出志願者體內大約2900個基因,以及其特定DNA片段的1447種CNV。

  「每個人體內都存在獨一無二的DNA片段重複和缺失。」貝勒醫學院的赫爾斯說。DNA片段不同,CNV不同;DNA片段相同時,CNV也會因或缺失或重複的差異而不同。這些差異綜合作用,使基因差異巨大且複雜。「但讓我們真的感到驚訝的一個結果是,我們的DNA複製數變異如此之多,我們估計至少佔了12%的基因組,這是之前從未發現的。」

  研究人員表示,發現的CNV只是冰山一角,還有不少內容有待科學家研究。

  全球分享科學家認為,CNV不同會影響到基因的活動能力和抗疾病能力。人類已知的致病基因中,16%存在CNV。這些與CNV相關的疾病包括精神分裂症、牛皮癬、動脈硬化症、先天性白內障和普來德—威利症候群等。

  專家表示,有了這些認識,醫學界可以了解基因組中基因的增加,損失或者改變與疾病的關係,以及特定藥物或者療法用在不同人身上為何會有不同反應,並有助於了解目前為止仍無藥可醫的疑難雜症,並找出新藥或者新的治療方式。

  「CNV圖譜可以讓醫生發現特定基因差異對特定疾病的影響,幫助病人預防和治療疾病。」韋爾科姆基金會桑格研究所的奈傑爾·卡特說。

  例如,近期研究發現名為CCL3L1基因在不同人種身上的複製數量不同,非裔身上複製4套最多,而這種基因越多越能抵抗愛滋病毒;又如,與瘧疾有關的基因在東南亞人身上複製多次。

  研究人員還表示,在免疫系統和大腦發育裡扮演重要角色的那些基因,往往有很多CNV。研究小組已經成立一個網絡資料庫,鼓勵全球研究者和病患共同分享CNV知識。

  連結 DNA三問

  問:科學家現在發現了什麼?

  答:他們發現我們人與人的基因差異要比之前預計的更大。以前,人們相信,人體中的DNA只有雙鏈結構,一條來自父親,一條來自母親。而現在,科學家們發現,其中有大量的DNA複製片斷。不僅如此,人與人之間的複製數差異也相當大,導致個體間的生理與智力水平各不相同。

  問:這個研究結果是怎麼發現的?

  答:研究者利用顯微鏡來尋找染色體中可見的被刪除抑或是重新組合的片斷。

  問:什麼基因可以多次複製?為什麼?

  答:人類體內的DNA密碼有30億個字母。它們按照不同的排列組合,形成了30000多個基因。在對270個人的研究中,科學家們發現,他們體內的差異性基因高達10%。至於為何有些基因能夠被複製,而有些卻不能,目前對此還沒有進一步的發現。其中的一個基因,代碼為CCL3L1,在非洲血統的人體內被複製的次數遠遠超過了其他人種,而這個基因被認為對愛滋病具有抵抗的作用。(王靚)

   中國專家:「啊?這不太可能吧?」

  人類的差異性基因由先前的0.1%上升到了10%!近日,一份在《自然》雜誌上新發表的研究結果引起了人們的普遍關注。但這震驚科學界的重大發現同樣也遭到了業界質疑。

  昨晚,早報記者致電國家人類基因組南方研究中心倫理委員會主任沈銘賢,記者向他講述了這個研究結果後,他的第一反應就是:「啊?這不太可能吧?」

  他告訴記者,五年前的一次跨國合作完成人類基因圖譜,並指出人與人之間彼此的基因有99.9%都是相同的。但世界上的每個人都是不同個體,即使是雙胞胎,也一定在某些方面存在差異。而決定這些差異性的就是這細微的0.1%的基因。

  他跟記者打了個形象的比喻,這就好比世界上沒有一片樹葉的紋路是相同的一樣,人類的基因也是同樣道理。人類的基因結構圖譜由30億個字母組成,在專業領域也叫鹼基對。這些字母進行不同的排列組合,形成了我們通常所說的基因。

  「在此之前我還沒有得到過這方面的信息,所以對此不方便說什麼。」沈銘賢表示,他對這一結果持懷疑態度,要等相關內容在權威的雜誌或網站發表後,才能對結果進行評述。

  不過,他同時也表示,如果這個結果屬實的話,「這當然是人類歷史上的一個非常重大的突破。這樣的話人與人之間的基因差異就更為明顯,不同的基因之間進行的組合,會產生更多樣化的基因類型,這樣,對人類進化非常有利。」(周晶璐)

(責任編輯:王偉)

相關焦點

  • 美科學家發現麻風病為犰狳首次傳染給人類
    而近日,美國研究人員稱,美國首例麻風病人可能由犰狳傳染而來。  一提犰狳,人們就會想到它的可愛。有些美食家還說,烤犰狳肉是一道美味。現在,路易斯安那州的研究人員發現九帶犰狳的更多信息。  美國國家麻風病項目的微生物學主任理察? 杜魯門稱:「大量證據表明,人類通過這種動物染上麻風病的。」
  • 研究發現刪除某些基因能延長人類壽命 長命百歲不是夢
    研究發現刪除某些基因能延長人類壽命 長命百歲不是夢  劉雨夢 譯 • 2015-10-15 16:42:22
  • 科學家今天聯合公布「正式版」人類基因圖譜
    中新網北京2月12日消息:被譽為繼人類登陸月球之後最偉大的科學成就──「人類基因圖譜」終於繪製完成,科學家今天將正式在華盛頓、倫敦、巴黎、柏林及東京等地同時公布有關資料,並在網際網路免費供人查閱。  科學家去年六月已完成人類基因圖譜草圖,並知道了九成以上鹼基對的位置信息,精確度達百分之九十九點九。
  • 對基因修復作出貢獻,瑞典、美國三科學家分享諾貝爾化學獎
    據新華社消息,瑞典皇家科學院10月7日宣布,將今年諾貝爾化學獎授予瑞典科學家託馬斯·林達爾(Tomas Lindahl)、美國科學家保羅·莫德裡奇(Paul Modrich)以及有美國和土耳其國籍的科學家阿齊茲·桑賈爾(Aziz Sancar),以表彰他們在基因修複方面的貢獻。
  • 我國科學家基因編輯人類胚胎引爭議
    黃軍就也表示,我們只檢測了一段基因組,所以只發現了一部分非靶向突變。如果我們做全基因組測序,我們會發現更多的非靶向基因被修飾了。雖然黃軍就認為造成這一結果的原因可能是「不正常」的三核受精卵,因為在利用該技術研究動物胚胎和人類正常體細胞的時候,並沒有這麼糟糕的結果。但是因為從來沒有對「正常」的人類胚胎進行這方面的研究,誰也不知道結果會怎麼樣。
  • 科學家將人類大腦基因插入猴子基因中,引發了倫理辯論
    一隻恆河獼猴,於2019年3月13日在法國動物收容所的檢疫室從研究實驗室獲救當科學家將人類基因添加到猴子身上時,他們希望能夠更好地了解人類的大腦是如何發育的。在這個過程中,他們引發了一場關於研究的倫理辯論,有人說這種研究模糊了人與動物之間的界限。
  • 2類沒被發現癌症的動物,它們的抗癌基因,對人類有什麼意義
    癌症由來已久,從恐龍身上就已發現2003年科學家們對大量的恐龍化石樣品進行相關的研究,他們發現化石品種中有3%鴨嘴龍化石樣品有患癌現象,十分有趣的是除了鴨嘴龍以外的恐龍種類並無這個癌症現象。據了解這種體長十米體重4噸的大型恐龍生活在北美大陸,並且距今已經有六千萬至八千萬年,而人類的誕生也不過幾百萬年而已。針對這個情況科學家們又對家禽家畜做了一次全面的腫瘤普查,通過解剖269隻家養雞後發現其中11隻家養雞存在肝癌、胃癌等癌症腫瘤的問題。
  • 科學家在人類基因中,發現三次「修改」痕跡
    人類基因最近的一個新發現似乎對進化論提出更大的挑戰,科學家在人類基因裡面發現了一些不是人類的基因,人類的基因疑似存在被篡改的痕跡,按照考古學家說法,人類起源於非洲,經歷了三次非洲出走人類才擴張到全世界,這三次出走分別是200萬年前的南方古猿出走非洲、70年前的尼安德特人和丹尼索瓦人出走非洲;5萬年前的晚期智人出走非洲;不過考古學家發現
  • 改變一個基因模式或將延長人類壽命,科學家新發現,讓人看到希望
    但是人類尋找延長生命的研究,並沒有因此停止,現代科學家通過更多的先進技術,希望在人類生命方面獲得突破,隨著基因技術的全面啟動,人類開始有了新的研究和發現。朋友們希望最新的科學文章,歡迎大家加我粉絲和關注,我會給大家推出一系列的相關文章,我們一起進行研究和探討。
  • 美科學家發現:修改基因可延長30%壽命,而中國的做法令人稱讚
    在實驗室中,美國科學家團隊通過對秀麗隱杆線蟲進行基因改造,使其產生過量的p62蛋白。有趣的是,基因改造並不是唯一可延壽30%的前沿科技,事實上,早在2016年哈佛大學醫學院就已經發現β-煙醯胺單核苷酸可將哺乳類壽命延長30%。
  • 人類祖先曾與未知人種雜交?科學家從人類唾液發現另一生物基因
    目前我們可以根據生物進化論中的部分線索找到幾百萬年前的祖先,雖然有說法認為猿類是人類的近親,但是實際上,我們至今並沒有找到從猿類到人類的過渡物種,於是有關人類起源的說法還存在一些漏洞。最新研究表明,從人類唾液中包含的重要遺傳信息可以分析,我們的祖先很有可能與未知人種雜交過,並且二者不存在明顯的生殖隔離。
  • 人類起源於非洲?科學家進行基因測序,達爾文說的是對的?
    人類如今已成為地球的統治者,依仗著高超的科學技術,我們也對人類的起源進行了詳細的研究。基礎科學界中充滿著爭議的聲音,但是進化論和人類的非洲起源仍然獲得了大部分人的認可,少部分人仍然認為這兩個理論存在著漏洞。難道人類真的是起源於非洲嗎?達爾文這次真的說對了嗎?
  • 科學家發現非洲人身上有尼安德特人基因
    據俄羅斯衛星通訊社sputniknews報導,美國普林斯頓大學研究人員通過新的計算方法發現,非洲居民擁有的尼安德特人基因比以往認為的多普林斯頓大學的科學家在約書亞·阿基(Joshua Akey)的領導下研發出一種新的遺傳信息處理方法,能在人類基因組中尋找尼安德特人序列。研究者們的方法稱為IBDmix(IBD指identity by descent,同源一致性),按這種方法,兩個個體的基因中出現相同的DNA片斷,可以認定他們擁有共同的先組,而IBD片斷的長度取決於兩個個體擁有共同先祖的時間長短。
  • 因為Excel,科學家們修改了27種人類基因的名稱
    但最近它的某些功能卻給一些科學家們帶來了困擾。藏在基因名稱中的「隱患」人類基因組,有 23 對染色體,包含約 30 億個 DNA 鹼基對,部分鹼基對組成了大約 20000 到 25000 個基因。在科學研究中,學者需要為每個基因起一個特定的名稱以便快速定位,這些名稱一般由字母加數字的形式組成。
  • 科學家宣布首例基因編輯嬰兒中國誕生 專家:給人類帶來風險
    即便這是真的,也未必是福音 深圳一科學家宣布首例基因編輯嬰兒中國誕生;專家:違背倫理,給人類帶來風險 記者梳理發現,名單中的科學家包括中科院、清華、北大、浙大、復旦、湖大、麻省理工等的學者。 聲明稱,這項所謂研究的生物醫學倫理審查形同虛設,直接進行人體實驗,只能用瘋狂形容。CRISPR基因編輯技術的脫靶問題不解決,直接進行人胚胎改造並試圖產生嬰兒的任何嘗試都存在巨大風險。
  • 因為Excel 科學家修改了人類基因命名規則
    有時候,「重寫」基因比等待Excel更新更簡單。Excel的日期默認修改功能給科學家們帶來了困擾,在科學研究中,基因的名稱一般由字母加數字的形式組成。但是,在使用Excel時,某些基因名稱會被誤讀為日期格式,並被Excel直接修改成日期格式。
  • 德發現昆蟲有與人類相同的基因
    德國達姆施塔特和海德堡的科學家經過研究發現,人類與昆蟲的關係要比迄今已經認識到的還要近,因為昆蟲有不少基因與人類相同。  達姆施塔特技術大學分子生物學家烏爾裡希·特希瑙日前指出,在7億年前,昆蟲已經擁有與我們人類完全相似的基因演變潛力。德國科學家的這一研究成果刊登在最新一期的英國《自然》雜誌上。
  • 科學家繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜
    科學家繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/16 13:42:53 美國華盛頓大學Jay Shendure、Cole Trapnell等研究人員合作繪製出胎兒基因表達的人類細胞圖譜。
  • 為什麼人類不能實現永生?科學家:人類只是在給基因打工
    如果你這麼認為,那就大錯特錯了,當人類走進科技時代之後,對於永生的探索研究不僅沒有降低,反而越來越高。在科學家的眼裡,這個宇宙的一切都離不開科學,都能夠用科學來進行解釋。生命的生老病死自然也是一種科學法則,只要我們破解了生命的奧秘,那麼就有可能會實現永生。
  • 科學家發現「社交基因」
    網易科技訊8月12日消息,據每日郵報報導,在我們的日常生活中,人際關係是最重要事情之一,但很少有人知道,基因才是決定人類成為社交生物的關鍵。