DNA突變是指個別脫氧單磷酸核苷殘基以至片段DNA在結(jié)構(gòu)、復(fù)制或表型功能的異常變化。基因突變的發(fā)生和脫氧核糖核酸的復(fù)制、DNA損傷修復(fù)、癌變和衰老都有關(guān)系，基因突變也是生物進化的重要因素之一。

一直以來，科學(xué)界認為，不論是真核生物還是原核生物的突變，也不論是什么類型的突變，都是隨機的。

美國加州大學(xué)和德國馬克斯普朗克發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員在" Nature "期刊上發(fā)表了一篇題為" Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana "的研究論文。

該研究表明，DNA突變并不是隨機的，研究對數(shù)百種擬南芥測序發(fā)現(xiàn)了超過100萬個突變，發(fā)現(xiàn)突變發(fā)生在基因組功能受限區(qū)域的頻率較低。與預(yù)期相反，在這些突變中，揭示了一種非隨機模式。

這一發(fā)現(xiàn)從根本上改變?nèi)藗儗M化的理解，有朝一日或可幫助研究人員培育出更好的作物，甚至幫助人類對**癥，是人類醫(yī)療事業(yè)的福音。

當DNA受損且未修復(fù)時，就會發(fā)生突變，從而產(chǎn)生新的變異。為了弄清楚突變是隨機的還是更深層次的，研究人員花了3年時間對數(shù)百種擬南芥的DNA進行測序。

擬南芥，作為遺傳學(xué)模式生物，是一種小型開花雜草，被認為是“植物中的實驗鼠”。擬南芥的基因組包含約1.2億個堿基對。相比之下，人類大約有30億個堿基對。

在馬克斯普朗克研究所，研究人員在受保護的實驗室環(huán)境中培養(yǎng)擬南芥標本，這使得在自然界中可能無法生存的具有缺陷的植物能夠在受控空間中生存。

研究人員對這數(shù)百種擬南芥測序，發(fā)現(xiàn)了超過100萬個突變。與預(yù)期相反，在這些突變中，揭示了一種非隨機模式。

研究人員表示，乍一看，我們的發(fā)現(xiàn)與初始突變完全是隨機的相矛盾，自然選擇決定在生物體的突變。

然而，該研究發(fā)現(xiàn)了非隨機且具有低突變率的基因組斑塊，這些斑塊的突變率比其他區(qū)域低三分之一。當研究人員檢查哪些基因位于這些斑塊中時，發(fā)現(xiàn)了大量的必需基因，包括那些參與細胞生長和基因表達的基因。

研究人員表示，這些是基因組中真正重要的區(qū)域，在生物學(xué)上*重要的區(qū)域就是那些受到保護免于突變的區(qū)域，這些區(qū)域?qū)π峦蛔兊挠泻τ绊懸埠苊舾小Ｒ虼耍珼NA損傷修復(fù)在這些區(qū)域特別有效。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，DNA包裹在不同類型蛋白質(zhì)上的方式可很好地預(yù)測基因是否會發(fā)生突變，這意味著可以預(yù)測哪些基因比其他基因更有可能發(fā)生突變。

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了達爾文的自然選擇進化理論，因為它揭示了植物為了生存，已經(jīng)進化出一種方法來保護其*重要的地方免受突變。這也意味著DNA突變并不是隨機的。

研究人員表示，我們可以利用這些發(fā)現(xiàn)來思考如何保護人類基因免受突變。

總之，該研究從根本上改變了我們對進化的理解，如果理解了為什么基因組的某些區(qū)域比其他區(qū)域突變更多，可以幫助依賴遺傳變異的育種者培育出更好的作物。科學(xué)家們還可以利用這些信息更好地預(yù)測或開發(fā)針對由突變引起的癌癥等**的新療法。(生物谷Bioon.com）