人體每個細胞都含有一個拷貝的基因組。人們普遍認為，人的一生在不斷累積基因組突變。有些突變生成是爆發(fā)式的，這些突變往往是外部因素引起的，比如日光浴和抽煙。但也有一些突變過程是細胞內(nèi)置的，以恒定的速度持續(xù)產(chǎn)生突變，就像不停運轉(zhuǎn)的時鐘。Nature Genetics雜志發(fā)表的一項最新研究，首次在人類細胞中揭示了這種時鐘般的突變過程。文章指出，這種突變的生成與人類衰老和癌癥有很大的關(guān)聯(lián)。

此前癌癥研究顯示，突變往往會在癌細胞基因組上留下分子印記，被稱為突變標簽（mutational signature）。研究人員對涉及36種癌癥類型的10,250個癌癥基因組進行了研究，并在其中發(fā)現(xiàn)了33個突變標簽。不過這些突變標簽中只有兩個具有時鐘特性，即Signature 1和Signature 5。研究顯示，這兩種突變在癌癥樣本中的數(shù)量，與確診時的患者年齡相關(guān)。

“我們的發(fā)現(xiàn)解決了一個長期懸而未決的問題，證實了突變分子時鐘的存在，”文章的通訊作者Dr Ludmil Alexandrov說。“這些時鐘的運行速度決定著細胞的衰老和癌變。”

研究表明，Signature 1和Signature 5在人體幾乎所有細胞類型中起作用，以恒定的速度慢慢累積突變。值得注意的是，這兩個過程的突變速度彼此之間差異很大，而且它們在不同腫瘤類型中的突變速度也并不相同。這說明Signature 1和Signature 5很可能屬于兩個不同的生物學(xué)過程。

Signature 1在更新快的細胞中突變速度最高，比如胃部細胞和大腸細胞。在這一過程中，特定的甲基化胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)樾叵汆奏ぃ鸹蚪M錯配，并在細胞分裂的時候形成突變。Signature 5的突變過程目前還是個謎，只知道其突變速度與細胞分裂次數(shù)無關(guān)。

“這是首次鑒定和定量突變分子時鐘，未來幾年我們將對所有類型的正常細胞直接進行大規(guī)模測序，進一步確定這種時鐘的運行速度，”文章的另一位通訊作者Sir Michael Stratton教授說。

這項研究對于癌癥患者也很有意義，舉例來說，醫(yī)生們也許能通過比較原發(fā)瘤和轉(zhuǎn)移瘤的基因組來評估腫瘤擴散時間。這些時鐘還有助于預(yù)測癌癥的發(fā)展（比如發(fā)生轉(zhuǎn)移或者獲得耐藥性），以便制定最佳的治療策略。