Cell：挑战常规！人类基因组中的倒位现象比以前认为的更为普遍

在一项新的研究中，来自德国杜塞尔多夫大学、海德堡欧洲分子生物学实验室和美国华盛顿大学的研究人员发现人类基因组中的倒位（inversion）现象比以前认为的更为普遍，这影响了我们对某些遗传病的理解。相关研究结果于2022年5月6日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Recurrent inversion polymorphisms in humans associate with genetic instability and genomic disorders”。

我们的DNA就像细胞机器的蓝图，让细胞、器官和整个有机体发挥作用。DNA的突变会导致遗传病。此类遗传变异可以包括单个位点的点突变，以及缺失、复制和倒位。

术语“倒位”指的是一段DNA在基因组上的方向发生翻转。人们对倒位的了解很少，因为它们比其他类型的突变更难分析。这些作者如今发现倒位是人类最常见的突变过程之一。

这些作者揭示了倒位是如何形成的，并详细研究了在基因组中反复形成的40个倒位，在那里，DNA序列来回翻转。这些“翻转”的倒位通常位于与某些称为基因组疾病的人类疾病的产生有关的基因组区域中。

论文共同通讯作者、海德堡欧洲分子生物学实验室高级科学家兼数据科学主管Jan Korbel说，“我们发现，倒位的形成速率要比以前认为的高得多。在人类中，至少有0.6%的基因组反复改变方向，使倒位成为人类中最快的突变过程之一。在这些位点，基因组是不稳定的---DNA代码的方向持续来回切换。”

许多重要的人类基因位于这些不稳定的基因组区域内。对于科学家们来说，这意味着他们在研究长距离基因调控或表观遗传学等方面时必须考虑基因组区域的这种翻转行为。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.04.017。

倒位也与人类疾病的产生有关，如儿童的发育迟缓或成人的神经精神障碍。"尽管这些区域很重要，但由于其复杂性，以前一直非常难以研究。论文共同通讯作者、杜塞尔多夫大学医学生物计量学与生物信息学研究所主任Tobias Marschall说，“证实这些倒位确实来回翻转需要一套新的计算方法。我们如今可以为人类遗传学家提供一种新的工具来了解患者的疾病起源。”

论文共同通讯作者、华盛顿大学小组负责人Evan Eichler说，他们“首次发现倒位可以与小儿自闭症、发育迟缓和癫痫中发现的罕见基因组重排有关。现在的问题是为什么？我们假设，倒位两侧的某些构型使个人及其后代容易受到或免受疾病相关重排的影响。这可能在临床上有实际的应用，比如这可能被用来识别有患上这些疾病风险的家庭”。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. David Porubsky et al. Recurrent inversion polymorphisms in humans associate with genetic instability and genomic disorders. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.04.017.

2. Inversions in the genome more common than previously thought
https://phys.org/news/2022-05-inversions-genome-common-previously-thought.html