Science创建了有史以来规模最大的健康人类组织合子后基因组突变图谱

研究人员已经创建了有史以来最大的健康人类组织合子后（post-zygotic ）基因组突变图谱，这一科学进步可能为诊断和治疗遗传疾病开辟新的途径。就样本组织数量和捐赠者数量而言，这是有史以来最大的一次。

这项研究由俄勒冈健康与科学大学的研究人员领导，发表在《科学》杂志上。

这一进展为理解与癌症相关的疾病的遗传基础以及包括衰老在内的由细胞功能障碍引起的无数疾病指明了道路。该图谱可用于诊断疾病，并有可能用于逆转导致疾病的基因突变。

俄勒冈州立大学医学院副教授、俄勒冈州国家灵长类动物研究中心遗传学部门主任、资深作者Don Conrad博士说:“如果你说的是基因变化是疾病的基础，那么现在有各种各样的技术可以让我们改变基因组。我们有可能改变那些由于坏运气或坏习惯而获得的突变，让它们恢复到以前的样子。”

细胞突变的窗口

研究人员利用948名个人死后汇编的54种组织和细胞类型生成了图谱，这些人将自己的遗体捐献给了美国国立卫生研究院的基因型-组织表达项目（Genotype-Tissue Expression Program）。

每个人在受孕的那一刻开始都是一个单细胞，在第一个受精细胞的细胞核内携带着DNA蓝图。利用这些原始DNA指令，细胞分裂并复制成巨大的细胞群，形成在体内执行独特功能的不同组织。在任何时候，一个人平均由大约30万亿个细胞组成;在人的一生中，同一个人会产生千万亿个细胞。

随着时间的推移，单个细胞会一次又一次地受损。在某些情况下，它们一天要自我修复数千次。

Conrad说:“每隔一段时间，细胞在DNA修复过程中就会犯一个错误，或者错过一个，而这种变化就会得到传播。我们的工作为我们提供了一个窗口，让我们了解这些变化在不同器官和组织中发生的程度，以及在我们生命的不同时期。”

这种情况被称为体细胞镶嵌（somatic mosaicism），是细胞从原始DNA蓝图突变的结果。

构建图谱集

到目前为止，研究合子后或受精后发生突变的基因研究，一般都是在皮肤黑素瘤和肺肿瘤等癌变组织的活组织检查中进行的，或者是在血液等容易接触的组织中进行的。

新的图谱开启了一个研究人类一生中发生的突变的领域。

主要作者Nicole Rockweiler博士说，“从一个单细胞到一个孩子是一个非凡的过程，当你把发生在我们生命中如此重要的部分的突变层层叠加时，我们能在孕期结束时走得很好，这很了不起。”

为了生成新的图谱，研究人员开发了一种计算方法，使用批量RNA测序来描述整个身体大量组织样本目录中的突变。他们能够通过将突变映射到“发育树”来追踪突变发生的时间点，并在组织和许多人之间进行索引。结果发现，随着人们年龄的增长，许多突变出现了系统性的，在某种程度上是可预测的，尽管大约10%的突变似乎是由个人固有的某种东西造成的，无论是基因还是环境。

研究人员发现，大多数可检测到的突变发生在生命的后期，尽管许多突变发生在出生前。

“我们了解到，一些组织，如食道和肝脏，获得了大量的突变，而其他组织，如大脑，获得的突变较少，这对我们来说是有意义的，因为食道和肝脏暴露在许多环境毒素中;在这里，细胞必须在嘈杂的环境中传输信息。大脑中较少的突变也是有道理的，因为大脑主要由不复制的细胞组成。”