DNA重组广泛存在于人类基因组中

日本理化学研究所综合医学科学中心的科学家领导的国际合作研究发现，在每个人体细胞的基因组中，重复数百万次的特定基因组序列的重组普遍存在于正常细胞和疾病状态的细胞中。确定这个曾经被认为是“垃圾”的DNA序列的重组机制，对于理解人类细胞如何发育以及是什么导致它们“生病”至关重要。这项研究最近发表在杂志《细胞》上。

自从发现DNA以来，科学家们一直认为人体内的所有细胞都有相同的遗传密码，并被安全地保护在细胞核内。然而，DNA测序的进展挑战了这一观点：现在知道，从发育的早期阶段开始，突变就开始在单细胞基因组中积累。但是这种现象的严重性以及它如何导致疾病仍然不清楚。

科学家们这次研究了一些重复的基因组序列Alu和L1，并开发了一种方法来研究这些在每个细胞基因组中重复数百万次的特定DNA序列。此前，已知它们会相互重组，导致癌症和其他遗传疾病的常见突变。通过分析未受疾病影响的供体的DNA，研究人员确定了这些重复序列重组导致的数百万个DNA突变，并进一步发现体内不同组织具有不同的重组特征。

同时发现，人干细胞分化为神经元细胞的过程中伴随着重复序列重组的明显变化。这表明这种特殊类型的DNA突变可能是人类发育过程中的一种生理现象。

研究人员分析了阿尔茨海默病和帕金森病患者样本中重复序列的重组。他们发现了每种疾病独特的重组特征，表明这些重复序列引起的基因组重组与大脑疾病有关。

据团队成员介绍，这项研究表明，人类基因组中的元素重组是一种普遍现象。Alu和L1在细胞内的随机重组可能偶尔会在脆弱位点启动单个细胞的基因组，促进从健康状态向病理状态的转化。然而，需要进一步的研究来确定疾病中的重组是否决定疾病状态。记者张据

为什么哺乳动物基因组中存在如此多的DNA序列副本，目前尚不清楚。曾经认为DNA重复序列的重组是没有意义的。但是后来发现重组和突变总是存在的，生物不可能一直做这种无用功。本文研究人员发现，人类干细胞分化为神经元细胞的过程中伴随着重复序列重组的明显变化，这甚至可能是人类发育过程中的一种现象2。然而，我们仍然不知道是什么导致了这些重复序列的重组，这种重组会产生什么影响，是否会导致特定的疾病。