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一组研究人员利用先进的DNA测序技术开发了迄今为止最全面的世代遗传变化图谱，为深入了解人类疾病和进化的根源奠定了基础。
了解人类DNA在几代人之间的变化对于估计遗传疾病的风险和理解我们是如何进化的至关重要。但直到现在，我们DNA中一些最易变化的区域一直是研究人员的禁区。
来自犹他健康大学、华盛顿大学、PacBio和其他机构的一组研究人员使用多种DNA测序技术，开发了迄今为止最全面的世代遗传变化图谱。新的调查显示，部分人类基因组的变化速度比以前所知的要快得多，这为深入了解人类疾病和进化的根源奠定了基础。
作者Lynn Jorde博士说：“正是这些突变最终将我们与其他物种区分开来。我们正在了解人类的一个非常基本的属性。”
这一发现公布在Nature杂志上。
生物学上的“光速”
通过比较父母和孩子的基因组，研究人员可以检测出新突变发生和遗传的频率，Jorde说，这种频率对于理解人类生物学是至关重要的，就像光速对于理解物理学一样。犹他大学斯宾塞·福克斯·埃克尔斯医学院（SFESOM）的人类遗传学教授Jorde说：“这是你真正需要知道的事情——变异进入我们物种的速度。”“我们看到的所有个体之间的遗传变异都是这些突变的结果。”随着时间的推移，这些变化导致了从眼睛颜色的差异到消化乳糖的能力，再到罕见的遗传疾病。
研究人员估计，每个人都有近200个不同于父母的新基因变化。许多这些变化发生在DNA的区域，特别难以研究。
Aaron Quinlan博士是SFESOM的教授和人类遗传学主席，也是这项研究的作者之一，他说，以前研究人类基因变化的努力仅限于基因组中变异最少的部分。但这项新研究使用了先进的测序技术，揭示了人类dna中变化最快的区域——昆兰所说的“以前不可触及的”区域。
他说：“我们发现，人类基因组的某些部分非常易变，几乎每一代都会发生突变。”其他DNA片段则更加稳定。
Jorde说，新的资源可以成为遗传咨询的重要支持，帮助回答这个问题，“如果你有一个患有疾病的孩子，它可能是从父母那里遗传的，还是可能是一个新的突变？”由“突变热点”变化引起的疾病更有可能是孩子独有的，而不是从父母那里遗传下来的。这意味着父母有其他患有同样疾病的孩子的风险较低。但如果基因变化是从父母那里遗传的，这些父母未来的孩子患这种疾病的风险更高。
白金谱系
研究人员的发现与犹他州的一个家庭有关，该家庭自20世纪80年代以来一直与遗传学研究人员合作，作为人类多态性研究中心联盟的一部分，对人类基因组计划来说是无价的。
这个家庭的四代人都捐献了DNA，并同意进行分析，这使得研究人员能够非常深入地研究新的变化是如何产生的，以及如何从父母遗传给孩子的。SFESOM的内科学研究副教授、该研究的作者Deborah Neklason博士说：“拥有如此广度和深度的大家庭是一种非常独特和宝贵的资源。”“它帮助我们以令人难以置信的细节了解基因组在几代人之间的变化和变化。”
两全其美
为了获得一幅完整的、高分辨率的遗传变异图像，研究小组使用多种不同的技术对每个人的DNA进行了测序。有些技术最适合检测DNA最小的可能变化；另一些则可以一次扫描大量的DNA片段，以发现重大的变化，并看到否则难以测序的基因组部分。通过使用多种技术对相同的基因组进行测序，研究人员实现了两全其美：小范围和大范围的准确性。
在未来的工作中，研究人员希望将他们的综合测序技术扩展到更多的人身上，看看不同家庭的遗传变化率是否不同。
“我们在这个家庭中看到了非常有趣的东西。”下一个问题是，“当试图预测疾病风险或基因组如何进化时，这些发现在整个家庭中有多普遍？”
测序结果将免费提供，以便其他研究人员可以在自己的研究中使用这些数据，从而为进一步了解人类进化和遗传疾病打开大门。
Human de novo mutation rates from a four-generation pedigree reference
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