新研究称DNA突变并非完全随机

　　作者：Alfredo Carpineti
　　编译：袁瑜
　　图片来源：Tomas Vynikal/Shutterstock.com
　　图片为正在生长的拟南芥。
　　研究人员可能已经发现了关于 DNA 突变是如何产生的——尽管长期以来人们认为突变是随机的，但它们似乎有某种模式，不仅仅是在命运突发的奇思妙想后而发生的。这种做法实际上有利于物种的生存，比如拟南芥。
　　拟南芥是一种开花的小杂草，经常出现在欧亚大陆和非洲的路边。它也是植物科学家的最爱，由于其1.2亿个碱基对的基因组相对较小，因此它常常被用来研究遗传学。1.2亿个碱基对也许看起来很大，但与其他生物相比，它已经很小了。香蕉的碱基对是它的四倍，而人类的碱基对是它的 25 倍。
　　据《自然》杂志报道，该研究小组让数百株紫锥菊在实验室里生长，这样基因缺陷就不会像在外面的世界那样阻碍它们的生存。对这些植物进行测序发现，样本中有超过一百万个突变——但这些突变发生在 DNA 的特定区域，而不是其他区域。
　　＂我们一直认为突变在基因组中基本上是随机的，＂来自加州大学戴维斯分校植物科学系的Grey Monroe 教授说。＂但事实证明，突变是非随机的，并且这种非随机的突变方式对植物是有利的，这是一种关于变异的全新思考方式。＂
　　研究小组观察了基因组中突变率较低的部分，而这些部分包含了更多的必需基因，比如那些参与细胞生长和基因表达的基因。关键的发现是越重要和敏感的区域越不可能发生突变。
　　＂乍一看，我们的发现似乎与既定的理论相矛盾，即初始突变是完全随机的，只有自然选择才能决定生物体中的哪些突变会表现出来。＂马克斯·普朗克研究所的科学主任、资深作者Detlef Weigel 补充说。
　　这表明基因组有办法保护重要的基因不发生突变，从而提高存活率。Weigel 说：＂这种植物已经进化出了一种方式，可以用来保护它最重要的地方免受突变。这是令人兴奋的，因为我们甚至可以利用这些发现来思考如何保护人类基因免受突变。＂
　　这个理论的潜在应用是非常令人兴奋的。在农业领域，这可能会告诉依赖基因变异的植物育种者如何获得更好的作物。它还可能指导如何处理由基因突变引发的癌症等健康问题。
　　作者：Alfredo Carpineti
　　Alfredo Carpineti博士，是IFLScience的特约撰稿人之一。他主要研究天文学、物理学和技术。他拥有伦敦帝国理工学院天体物理学博士学位和量子场与基本作用力硕士学位。他致力于与 STEM 中的不平等作斗争，并且是Pride in STEM (@PrideinSTEM)的主席和创始人，这是英国最大的慈善信托，致力于支持LGBTQ+和STEM领域内的人。他是一位狂热的科学传播者，以@TheAstroholic的绰号制作视频和播客。