DNA 作为生命的密码，蕴含着无尽的奥秘。然而，其内部存在着一些难以触及的禁区。这些禁区犹如神秘的城堡，隐藏着未知的秘密。在微观世界中，它们像是被层层迷雾笼罩，科学家们努力探寻却始终难以完全洞察。这些禁区或许承载着物种进化的关键信息，或是决定着某些疾病的根源。探索这些难以触及的 DNA 禁区，就像在黑暗中摸索前行，每一步都充满挑战，但每一次的发现都可能为人类对生命的理解带来重大突破，让我们更接近生命的本质。

本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：糖兽

了解人类DNA在数代人之间的变化情况，对于评估遗传疾病风险及理解人类的进化机制至关重要。据估计，每个人的基因组中大约有200个新的基因变异，而这些变异在父母的基因组中并不存在。过去的研究发现，其中很多这样的变化发生在一些难以测序的DNA区域。

在一项新的研究中，一个研究团队采用多种先进的DNA测序技术，绘制出了迄今最为全面的世代遗传变化图谱。这项研究揭示了人类最根本的一些特性，并为深入理解人类疾病及进化奠定了基础。研究结果已发表在《自然》杂志上。

人类生物学的基础

新生突变率是人类生物学中一个重要的基本参数，它反映了变异是以怎样的速度进入我们物种的。我们观察到的人类个体间的所有遗传差异，都是由突变累积而来的。随着时间的推移，这些变化导致了诸如眼睛颜色、乳糖耐受能力的差异，乃至某些罕见遗传疾病的出现。

科学家可以通过比较父母与子代的基因组，检测出新生突变的发生频率。然而，研究人类新生突变率需要依赖完整的基因序列信息。长期以来，由于技术的局限，相关研究往往局限于基因组中变异最少、最容易测序的部分，而一些最容易发生变化的DNA区域，仍是研究人员难以触及的“禁区”。

追踪四代，解析新生突变

本次研究聚焦于一个长期参与人类遗传学研究的家族。自20世纪80年代以来，该家族跨越四代的28名成员持续捐献DNA样本，成为极为罕见且宝贵的研究资源。借助这一大家庭，研究人员得以前所未有地细致追踪新生突变的起源及其代际传递模式。

为了绘制一幅完整且高分辨率的遗传变异图谱，研究团队对每位成员应用了五种互补的长读与短读测序技术。其中，一些技术擅长捕捉微小的序列变化，另一些则能够覆盖大片基因组区域，揭示大型结构性变异，甚至包括以往难以测序的复杂DNA片段。

先进的测序技术揭示了人类DNA在几代人之间是如何变化的。（图/Wesley Thomas/University of Utah Health）

研究发现，人类基因组中某些区域极为不稳定，几乎每一代人都会在这些区域出现突变，而其他区域则相对稳定。此外，各类新生突变均表现出明显的父系偏倚（75%至81%的突变源自父亲），但约16%的新生单核苷酸变异未表现出父系偏倚。

这些发现对遗传咨询具有重要意义。通过识别新生突变的起源，科学家能够更准确地评估：若某个孩子患有疾病，该疾病是由新的突变引发，还是源自父母遗传。

例如，若一种疾病是由具有高突变率的区域的变化引发，那么这种疾病更有可能是个体独有的，父母未来再生出患同样疾病的子女的风险较低；相反，如果疾病是由家族遗传的突变造成，那么其他子女罹患同样疾病的风险也会更高。

展望未来

总的来说，这项研究通过在同一基因组上结合多种技术，实现了“小变异”和“大变异”检测的兼顾，既保证了细节的精准捕捉，也获得了全局视野。

接下来，研究团队计划将这种综合测序方法应用到更多人身上，以探索不同家庭的遗传变异速率是否存在差异。研究人员表示，他们在这个家族中发现了非常有趣的现象，接下来的问题是，这些发现是否可以推广？在预测疾病风险或理解基因组进化时，这些模式在其他家庭中是否同样成立？

为促进全球科研合作，这项研究的所有测序数据将向公众开放，助力科学界进一步利用，为揭示人类进化机制和遗传疾病成因开辟更广阔的道路。

参考来源：

https://healthcare.utah.edu/newsroom/news/2025/04/parts-of-our-dna-may-evolve-much-faster-previously-thought

https://www.nature.com/articles/s41586-025-08922-2