科学家阐释为何基因组变化速度难以确定

来源:http://www.timer-motor.com 作者:科技中心 人气:85 发布时间:2020-03-14
摘要:突变计时器:一台调不准的钟 科学家阐释为何基因组变化速度难以确定 人类基因突变不仅仅是科幻电影描述的那样,它们还能记录进化事件的时间。图片来源:MurrayClose/Getty 人类基因

突变计时器:一台调不准的钟 科学家阐释为何基因组变化速度难以确定

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人类基因突变不仅仅是科幻电影描述的那样,它们还能记录进化事件的时间。图片来源:Murray Close/Getty

人类基因突变不仅仅是科幻电影描述的那样,它们还能记录进化事件的时间。图片来源:Murray Close/Getty

数学家一直在计算π的数值,即便他们已经知道了超过12万亿位数字;物理学家也在不停地鞭策自己,因为他们无法确定3个有效数字外的万有引力常数。相比之下,遗传学家在人类DNA突变速度方面正面临两难抉择。

数学家一直在计算π的数值,即便他们已经知道了超过12万亿位数字;物理学家也在不停地鞭策自己,因为他们无法确定3个有效数字外的万有引力常数。相比之下,遗传学家在人类DNA突变速度方面正面临两难抉择。

这一速率对校正“分子钟”十分重要。分子钟能将事件的DNA日期放置于进化历史中。近日,在德国莱比锡举行的人类突变速率会议上,12位演讲者表示自己在努力思索为何近年来相关速率的计算比过去减少。他们还在思考为何该速率似乎随时间而波动。这次会议不仅吸引了进化遗传学家,也引起对癌症和生殖生物学感兴趣的研究人员的注意。

这一速率对校正“分子钟”十分重要。分子钟能将事件的DNA日期放置于进化历史中。近日,在德国莱比锡举行的人类突变速率会议上,12位演讲者表示自己在努力思索为何近年来相关速率的计算比过去减少。他们还在思考为何该速率似乎随时间而波动。这次会议不仅吸引了进化遗传学家,也引起对癌症和生殖生物学感兴趣的研究人员的注意。

“突变是所有遗传性疾病和生物适应的最终源头,因此理解突变发展速率是一个根本问题。”与会专家、美国哥伦比亚大学人类遗传学家Molly Przeworski说。

“突变是所有遗传性疾病和生物适应的最终源头,因此理解突变发展速率是一个根本问题。”与会专家、美国哥伦比亚大学人类遗传学家Molly Przeworski说。

甚至在知道DNA编码遗传信息之前,研究人员就试图将一个数字植入人类突变速率。在上世纪30年代,遗传学先驱J. B. S. Haldane提出了一个良好的评估方法,测量突变如何影响血友病在大家族中的发病情况。

甚至在知道DNA编码遗传信息之前,研究人员就试图将一个数字植入人类突变速率。在上世纪30年代,遗传学先驱J. B. S. Haldane提出了一个良好的评估方法,测量突变如何影响血友病在大家族中的发病情况。

之后的突变率估算计算了DNA和蛋白质氨基酸序列的延伸在人类和黑猩猩及其他类人猿中的不同,然后按照化石记录中这些物种最近的共同祖先的出现时间划分了差异的数量。不过,不完整的化石记录极大影响了这些计算结果,但研究人员最终达成一致:平均而言,每个DNA字母每10亿年突变一次。德国马普学会分子人类学家Linda Vigilant表示,这是一个“可疑的整数”。

之后的突变率估算计算了DNA和蛋白质氨基酸序列的延伸在人类和黑猩猩及其他类人猿中的不同,然后按照化石记录中这些物种最近的共同祖先的出现时间划分了差异的数量。不过,不完整的化石记录极大影响了这些计算结果,但研究人员最终达成一致:平均而言,每个DNA字母每10亿年突变一次。德国马普学会分子人类学家Linda Vigilant表示,这是一个“可疑的整数”。

在过去6年中,更直接的测量使用了“下一代”DNA测序技术,结果得出了非常不同的结论。许多研究对比了父母及其后代的全部基因组,结果得出的突变率约为共同祖先方法的一半。

在过去6年中,更直接的测量使用了“下一代”DNA测序技术,结果得出了非常不同的结论。许多研究对比了父母及其后代的全部基因组,结果得出的突变率约为共同祖先方法的一半。

一个更慢的分子钟能很好地协调重要人类进化事件的遗传和考古学结果,例如走出非洲。但当时间进一步回溯时,使用慢时钟得出的结论没有意义,例如猿和猴子最近的共同祖先曾遇到过恐龙。许多研究人员不愿完全放弃旧的数据,开始在论文中两边下注避免损失,依照突变率快、慢或居于两者之间,为进化事件提供了多重数据。

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