準(zhǔn)確闡明特定生物體內(nèi)的突變率對(duì)于研究人員而言是一件極其困難的事情。在近期發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上的一項(xiàng)研究中，賓夕法尼亞州立大學(xué)的Kateryna Makova和同事們闡明了出現(xiàn)這種情況的原因。 以往的研究都是將焦點(diǎn)集中在突變率的區(qū)域性差異上，而Makova和研究小組則同時(shí)檢測(cè)了4種不同的突變類型，以前從未有人在單次分析中完成過(guò)這樣的工作。他們利用一種叫做秘密Markov模型（HMMs）的統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)側(cè)重分析了小插入和缺失、核苷酸置換和單核苷酸微衛(wèi)星重復(fù)變異，搜索了具有相似突變率的鄰近基因組片段，將它們歸為一類，由此揭示了6個(gè)不同的遺傳差異區(qū)域：分別命名為“hot”、“del/sub-warm”、“ins-warm”、“cold auto”、“cold X”和 “microsalite”。 論文的共同作者Francesca Chiaromonte 說(shuō)：“HMMs鑒別的6個(gè)區(qū)域可以揭示整個(gè)基因組大部分的突變率差異。我們看到在接近染色體頂端端粒處有很多的hot和warm區(qū)域，而在染色體中段和X染色體上有一些cold區(qū)域?？雌饋?lái)*隨機(jī)的狀態(tài)就是microsalite狀態(tài)。 這意味著在靠近染色體的兩端處突變發(fā)生更為迅速，而在中部突變率降低。更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)一些突變事件相比于另一些變化更為迅速。研究小組還將這些突變類型與基因組特征中一長(zhǎng)串的參數(shù)起來(lái)。 Chiaromonte說(shuō)：“我們嘗試將基因位置和功能標(biāo)記與我們的狀態(tài)起來(lái)，我們的研究發(fā)現(xiàn)極其有趣且有些出乎意外。我們發(fā)現(xiàn)基因、功能性標(biāo)記和預(yù)測(cè)增強(qiáng)子、啟動(dòng)子過(guò)多占據(jù)在hot區(qū)域和insertion-warm區(qū)域中。因此我們認(rèn)為這些hot區(qū)域具有重要的功能，且突變迅速，好像這些功能性區(qū)域更快速突變具有某些優(yōu)勢(shì)。” 該研究還對(duì)一直以來(lái)突變率評(píng)估其準(zhǔn)確性存在爭(zhēng)議的原因提供了一種合理的解釋。通常譜系研究比系統(tǒng)發(fā)育研究的突變率要高。“我們發(fā)現(xiàn)譜系研究中我們的hot區(qū)域獲得了非常高的SNPs富集。這就解釋了它們會(huì)給出更高突變率的原因，”Chiaromonte說(shuō)。兩類研究都是準(zhǔn)確的，只是它們觀測(cè)的是基因組的不同部分。 這些研究發(fā)現(xiàn)的一個(gè)直接用途就是可以改善對(duì)疾病相關(guān)基因變異的篩查。現(xiàn)在的變異篩查會(huì)導(dǎo)致許多的假陽(yáng)性結(jié)果。但如果科學(xué)家們知道一種特殊的變異發(fā)生在一個(gè)“hot”區(qū)域，相比于“cold”區(qū)域其由于較高的突變率導(dǎo)致假陽(yáng)性的可能性就更高。 新方法還可用于鑒別定位在基因之外的功能區(qū)域從而更深入地了解基因組。目前，研究人員將焦點(diǎn)放在了物種間進(jìn)化上更為保守的含有基因的區(qū)域，以鑒別功能性元件。通過(guò)計(jì)算整個(gè)基因組景觀中突變率差異，可以提高在非基因區(qū)域進(jìn)行這類分析的度 |
