有研究發現氧化應激是基因突變的主要潛在致因

2021-01-08 中華人民共和國科學技術部

    美國研究人員通過對幾百代秀麗隱杆線蟲（C.elegans）基因變異史的研究證實，氧化應激不僅會導致衰老、癌症和其他疾病，更是基因突變的一個主要潛在致因。此發現有助於理解氧化應激對基因的影響以及其在遺傳疾病和進化中的作用。相關研究成果發表在近期出版的《美國國家科學院院刊》上。

　　秀麗隱杆線蟲是第一個基因組被完全定序的多細胞生物，其DNA與人類有不少相似之處，是現代發育生物學、遺傳學和基因組學研究的重要生物模型。有不少科學家因對此種生物的研究發現而榮獲諾貝爾獎。這種線蟲的生命周期很短，僅4天就能進行繁殖，因此，通過先進的基因組測序技術，可以研究幾百代線蟲基因變異史。

　　在美國國立衛生研究所的支持下，來自俄勒岡州立大學、印第安納大學、佛羅裡達大學和新罕布夏大學的科學家們追蹤研究了250代秀麗隱杆線蟲的基因變異史，這樣的時間跨度相當於人類5000年的生命歷程。研究人員一共收集了391例正常生命過程中的基因突變，其數量比以往研究搜集的基因突變數要高出10倍還多。通過對這些基因突變的研究發現，大多數的基因突變都與鳥嘌呤有關。鳥嘌呤是構成DNA和生命遺傳密碼的四個含氮鹼基之一，對氧化損傷特別敏感。

　　俄勒岡州立大學動物學助理教授迪·丹佛指出，地球上的大多數生命都依賴於某種形式的氧氣。人體並不能百分之百地利用氧，結果會產生可破壞蛋白質、脂肪和DNA的氧自由基。隨著年齡的增長，體內的氧自由基會逐漸積累，並開始引發各種疾病。絕大多數的DNA變異都有著氧化應激的印記表明，氧化應激是衰老和疾病的潛在致病原因。而在全基因組規模上清楚證實氧化損傷的影響，這還是第一次。

　　基因突變是生命進程的一個基本組成部分，也是進化的基礎。突變既可以給予生物更大的生存空間，也可能導致生命的衰退或死亡。這個過程十分複雜，對於突變的真正推動力、突變的頻率、最常見的突變類型等問題，都還不清楚。

　　研究人員指出，數十年來，氧化應激一直被懷疑為是一種導致老化、疾病的機制，而被廣泛研究。而此項研究有助於理解氧化應激對基因的影響以及其在遺傳疾病和進化中的作用。

　　此外，該項研究還發現，佔秀麗隱杆線蟲基因組75%的「垃圾DNA」部分也會進行自然選擇和基因突變，而傳統上則認為，這部分DNA在生命和遺傳過程中不會產生任何作用。丹佛教授表示，這部分基因可能具有目前學界還不了解的重要的生理作用。

    （科技日報）

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