在豐富多彩的生命世界，究竟什么原因造就誘人的生命多樣性？南京大學教授經多年潛心研究大膽提出“Indel誘變假說”，用新發現的“遺傳突變的普遍機制”破解了生物學上的諸多懸念。7月20日，最新出版的《自然》雜志刊登了南京大學自主完成的這一研究成果。
在《自然》發表的《真核生物中插入/缺失增加其周圍序列的突變率》這篇論文，是南京大學生命科學學院教授田大成、陳建群等自主完成并數易其稿的智慧結晶。
2005年起，他們通過生物信息學技術對人、黑猩猩、恒河猴、小鼠、果蠅、水稻和釀酒酵母等不同類別生物的基因組序列進行了比對分析。研究后發現，DNA的插入/缺失(Indel)會引起其周圍一系列的變異。在此基礎上，他們提出了“Indel誘導自發突變機制假說”，從源頭上成功回答了“遺傳變異究竟是如何形成的”這一生命科學面臨的基本問題。該假說可用不同物種的基因組作參照系加以檢驗，并得到多種檢驗結果的支持。
田大成解釋說，基因突變主要是指DNA中核苷酸順序、種類和數量的改變，而DNA序列中普遍存在的點(堿基)突變是遺傳變異的基本來源。點突變又分為自發突變和誘發突變。長期以來，學術界對自發突變機制的經典認識是，自發突變受一系列因素的影響，是一系列變化的結果，具有隨機性和稀有性。但隨著上個世紀90年代以來DNA測序技術的突破性進展，研究者們對自發突變在基因組中的數量和分布有了精確估計，并普遍認為“自發突變在基因組中不是隨機分布的，突變熱點普遍存在于基因組中”。這一結論對傳統的自發突變隨機性和稀有性的認識形成巨大挑戰，而這種現象也引起了各國科學家的極大關注，但遺憾的是始終沒有找到一種普遍的機制來解釋這一重大的科學疑問。
田大成等發現的遺傳突變新機制具有重大科學意義，成功破解了生物遺傳學上的很多懸念：第一，基因組各區域的突變率很不相同，自發突變的數量是由Indel的數量和密度所決定，自發突變的數量在Indel附近并不稀有，遠離Indel的區域是稀有的，但Indel本身是一種點突變，其發生有一定的隨機性，因而其誘發的突變也有一定的隨機性；第二，找到了多數自發突變的發生根源，也就是說，生物多樣性的最初變異來源，主要是由Indel誘導產生；第三，自然選擇在很大程度上是通過對Indel的選擇而實現，而自發突變率的高低很大程度上也是自然選擇的結果；第四，生物通過調節自身變異能力而適應環境的能力，比人們原先想象的要大得多，即突變在進化中的作用相當巨大。
該研究成果不僅引發了大量科學問題，還具有潛在的應用前景，如體細胞中的Indel誘變效應，可能是解開腫瘤發生機制的關鍵；大量Indel的總體誘變效應，對理解生命的起源具有重要作用；雜合體Indel的放大誘變效應，可使基因的突變率大大提高，在作物遺傳育種中有重大潛在應用價值。(記者 張曄 通訊員 羅靜)
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