Nature新研究挑戰遺傳學經典學說

　　一直以來人們認為身體內的每個細胞具有完全相同的DNA。然而來自耶魯大學醫學院的研究人員在一項針對皮膚細胞誘導生成的iPS細胞研究中發現人體組織廣泛存在遺傳變異，這一研究對于遺傳篩選將產生深遠的影響。

　　研究論文將發表在11月18日的《自然》(Nature)雜志上，為評估遺傳變異的程度，更好地了解人類發育和疾病鋪平了道路。

　　論文的主要作者、耶魯兒童研究中心兒童精神病學教授Flora Vaccarino說：“我們發現人類是由具有不同基因組的細胞嵌合構成。我們看到30%皮膚細胞包含拷貝數變異(CNV)，DNA片段發生復制或刪除。從前人們認為這些變異只發現在如癌癥等疾病中。我們在皮膚中看到的這種嵌合現象也存在于血液、大腦和人體其他的部位。”

　　長期以來人們一直認為我們的細胞具有相同的DNA序列，并且這一基因模板決定了機體的功能。耶魯大學的研究團隊向這一經典教條提出了挑戰。一些科學家曾經推測在發育過程中，當母細胞中復制的DNA傳遞到子細胞時，DNA序列有可能發生缺失、復制和改變，整體基因組可能受到影響。對這一假設進行測試是非常困難的事情，然而在新研究中Vaccarino和同事們做到了。

　　研究小組采用全基因組測序對誘導多能干細胞系展開了研究。這些iPS細胞是由取自兩個家族成員上臂內側的皮膚細胞誘導生成。花費了兩年時間研究小組確定了這些iPS細胞系的特征，并將它們與最初的皮膚細胞進行了比較。

　　研究小組觀察到盡管與它們起源的皮膚細胞基因組非常相似，iPS細胞的基因組中存在一些刪除或復制涉及了數千個DNA堿基對。隨后研究人員通過另外的一些實驗來了解了這些差異的起源，證實至少有一半的遺傳變異預先存在于小部分的皮膚細胞中。在iPS細胞中能夠發現這些差異是因為每個iPS細胞系均是來自一個或極少數的皮膚細胞。Vaccarino說這些iPS可以作為放大鏡看到基因組變異交織存在于身體細胞中。

　　Vaccarino說：“在皮膚中，這種嵌合現象是廣泛的，至少30%的皮膚細胞包含不同的DNA缺失或復制，每一種存在于一小部分的細胞中。觀察到這種體細胞嵌合現象對于遺傳分析具有深遠的影響。當前的遺傳分析利用的是血液樣本。當我們檢測血液DNA時，它并不能完全反應其他組織如大腦的DNA。有可能我們錯過了一些突變。”

　　“這些發現改變了我們未來的研究，我們將對動物和人類的發育大腦展開更多的研究，看看這種變異是否也同樣存在于大腦中，” Vaccarino說。