了解人類DNA在數代人之間的變化情況，對于評估遺傳疾病風險及理解人類的進化機制至關重要。據估計，每個人的基因組中大約有200個新的基因變異，而這些變異在父母的基因組中并不存在。過去的研究發現，其中很多這樣的變化發生在一些難以測序的DNA區域。

在一項新的研究中，一個研究團隊采用多種先進的DNA測序技術，繪制出了迄今最為全面的世代遺傳變化圖譜。這項研究揭示了人類最根本的一些特性，并為深入理解人類疾病及進化奠定了基礎。研究結果已發表在《自然》雜志上。

人類生物學的基礎

新生突變率是人類生物學中一個重要的基本參數，它反映了變異是以怎樣的速度進入我們物種的。我們觀察到的人類個體間的所有遺傳差異，都是由突變累積而來的。隨著時間的推移，這些變化導致了諸如眼睛顏色、乳糖耐受能力的差異，乃至某些罕見遺傳疾病的出現。

科學家可以通過比較父母與子代的基因組，檢測出新生突變的發生頻率。然而，研究人類新生突變率需要依賴完整的基因序列信息。長期以來，由于技術的局限，相關研究往往局限于基因組中變異最少、最容易測序的部分，而一些最容易發生變化的DNA區域，仍是研究人員難以觸及的“禁區”。

追蹤四代，解析新生突變

本次研究聚焦于一個長期參與人類遺傳學研究的家族。自20世紀80年代以來，該家族跨越四代的28名成員持續捐獻DNA樣本，成為極為罕見且寶貴的研究資源。借助這一大家庭，研究人員得以前所未有地細致追蹤新生突變的起源及其代際傳遞模式。

為了繪制一幅完整且高分辨率的遺傳變異圖譜，研究團隊對每位成員應用了五種互補的長讀與短讀測序技術。其中，一些技術擅長捕捉微小的序列變化，另一些則能夠覆蓋大片基因組區域，揭示大型結構性變異，甚至包括以往難以測序的復雜DNA片段。

先進的測序技術揭示了人類DNA在幾代人之間是如何變化的。（圖/Wesley Thomas / University of Utah Health）

研究發現，人類基因組中某些區域極為不穩定，幾乎每一代人都會在這些區域出現突變，而其他區域則相對穩定。此外，各類新生突變均表現出明顯的父系偏倚（75%至81%的突變源自父親），但約16%的新生單核苷酸變異未表現出父系偏倚。

這些發現對遺傳咨詢具有重要意義。通過識別新生突變的起源，科學家能夠更準確地評估：若某個孩子患有疾病，該疾病是由新的突變引發，還是源自父母遺傳。

例如，若一種疾病是由具有高突變率的區域的變化引發，那么這種疾病更有可能是個體獨有的，父母未來再生出患同樣疾病的子女的風險較低；相反，如果疾病是由家族遺傳的突變造成，那么其他子女罹患同樣疾病的風險也會更高。

展望未來

總的來說，這項研究通過在同一基因組上結合多種技術，實現了“小變異”和“大變異”檢測的兼顧，既保證了細節的精準捕捉，也獲得了全局視野。

接下來，研究團隊計劃將這種綜合測序方法應用到更多人身上，以探索不同家庭的遺傳變異速率是否存在差異。研究人員表示，他們在這個家族中發現了非常有趣的現象，接下來的問題是，這些發現是否可以推廣？在預測疾病風險或理解基因組進化時，這些模式在其他家庭中是否同樣成立？

為促進全球科研合作，這項研究的所有測序數據將向公眾開放，助力科學界進一步利用，為揭示人類進化機制和遺傳疾病成因開辟更廣闊的道路。

#參考來源：

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

#圖片來源：

封面圖&首圖：sirenthumbnail / Pixabay