愛丁堡大學(xué)的科學(xué)家們對酵母特定基因的數(shù)千個突變進行篩查，揭示了不同突變組合對細(xì)胞生存能力的影響。這項研究首次衡量了基因上所有突變組合產(chǎn)生的效應(yīng)，相關(guān)論文發(fā)表在四月十四日的Science雜志上。

研究人員用自己開發(fā)的技術(shù)建立了六萬株酵母，每一株酵母具有獨特的突變組合。隨后他們觀察這些酵母的生長情況，判斷不同突變組合是如何決定細(xì)胞生死的。研究顯示，一些突變的影響會相互抵消，在這種情況下細(xì)胞依然能夠存活。還有一些突變的影響相互疊加，顯著降低了細(xì)胞的生存幾率。值得注意的是，組合效應(yīng)最大的基因突變，往往在三維結(jié)構(gòu)中彼此靠近。

“沒有任何突變的酵母細(xì)胞長得最好，繁殖速度比任何突變菌株都快，說明我們研究的這個基因已經(jīng)在進化中得到了優(yōu)化，”愛丁堡大學(xué)的Dr Olga Puchta說。研究人員還表示，這項研究所用的技術(shù)可以幫助人們探索與人類疾病有關(guān)的基因突變。

DNA復(fù)制機器能夠以極快的速度和驚人的準(zhǔn)確性將正確的堿基（G-C 、A-T）配對形成DNA雙螺旋。它們能夠識別正確的堿基搭配，丟棄錯誤的組合。不過，這些機器每復(fù)制10,000 -100,000 bp就會犯個錯誤，這個錯誤如果不校正就會成為基因組突變。

幾十年來研究者們一直想知道，這些貌似隨機的錯誤是如何產(chǎn)生的。一些人認(rèn)為，DNA堿基會在一瞬間改變形態(tài)，讓復(fù)制機器把錯誤的堿基對摻入DNA。Duke大學(xué)的研究人員首次觀察到了這種極微小的堿基改變。這種“量子悸動”（quantum jitter）現(xiàn)象極為罕見，存在的時間也極短，但卻會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。他們在Nature雜志上發(fā)表文章指出，量子悸動的出現(xiàn)頻率與DNA復(fù)制錯誤差不多，它們可能就是隨機突變的基礎(chǔ)。

在不同的人當(dāng)中，相同的基因突變并不總是導(dǎo)致相同的表型。多倫多大學(xué)的研究人員檢測了1400種基因突變的影響，發(fā)現(xiàn)許多突變可導(dǎo)致兩種不同的表型，這是為什么呢？他們在最近的國際頂級雜志《Cell》給出了答案。

尋找DNA突變的來源，不僅有助于理解進化過程，也和人體健康密切相關(guān)。愛丁堡大學(xué)的研究團隊開發(fā)了一種新技術(shù)，emRiboSeq。emRiboSeq能繪制DNA聚合酶在整個基因組上的分布圖，幫助人們更好的理解DNA復(fù)制和DNA突變。這項研究發(fā)表在近期的Nature雜志上。研究人員用這一技術(shù)跟蹤了新DNA片段的合成，鑒定了負(fù)責(zé)合成工作的聚合酶。他們發(fā)現(xiàn)，控制基因何時激活的一些遺傳學(xué)開關(guān)，是DNA突變的熱點區(qū)域。