DNA中被忽視的一層可能解釋疾病風險與嚴重程度

[jlee42]

短串聯重複序列的功能特徵。 來源：《基因組生物學》（2025）。 DOI: 10.1186/s13059-025-03754-9
多倫多病童醫院（SickKids）的科學家揭示了一層先前被忽視的遺傳變異，這可能有助於解
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釋為何人們患病表現各異，以及為何某些療法對特定人群更有效。
短串聯重複序列是DNA鏈中重複的片段，約佔人類基因組的7%。 這些重複序列引發基因功能錯誤的可能性隨重複次數增加而上升，已知可導致亨廷頓病等疾病，並與自閉症譜系障礙、精神分裂症和心肌病等多種疾病相關。
如今，由多倫多病童醫院主導的這項研究首次表明，除重複序列長度外，短串聯重複序列（STRs）組成中的細微變化也會對基因功能產生重大影響。
發表在《基因組生物學》期刊上的研究團隊分析了3000多名普通人群的基因組數據，發現人類基因組中約7%的STRs存在序列組成變異。
研究負責人、遺傳學與基因組生物學專案高級科學家尹里安博士表示："STRs組成的變化並不罕見，它們是人類遺傳多樣性的正常組成部分。 這是一個一直隱藏在我們眼前的遺傳變異新維度。 "
STRs與大腦發育和功能緊密關聯
除描述STRs在普通人群中的普遍性外，研究團隊還發現多項可能推動未來研究的成果，這些成果將支持多倫多病童醫院的精準兒童健康計劃——該計劃旨在為每位患者提供個性化診療。
首先，他們發現可變STRs常位於Alu元件附近，後者是功能尚未完全明確的重複DNA序列。 這些STRs更頻繁地出現在參與大腦發育和功能的基因剪接位點處。
尹實驗室的研究員、該研究第一作者薩沙·米蒂娜博士表示：「我們觀察到清晰的規律，例如這些多樣化的重複序列出現在與神經發育和大腦功能相關的基因中。 受這些變異影響的基因與關鍵生物過程相關，可能有助於解釋個體在健康與疾病方面的差異。 "
研究還發現不同族群間STRs變異存在獨特模式，研究團隊認為這一發現未來可能幫助科學家更準確預測疾病風險，併為不同人群定製治療方案。
遺傳變異的新維度
多數工具和演算法僅關注串聯
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重複序列的長度。 通過尹博士開發的演算法以及多倫多病童醫院應用基因組學中心（TCAG）的專業技術，團隊能夠同時檢測重複序列的大小和組成，即使使用短讀長測序數據也能實現。
尹博士表示：「我們的方法讓我們同時看到大小和序列組成。 我們仍只是觸及表面，但這些區域可能解答基因組中的一些未知問題，並包含未來疾病研究的潛在靶點。 "
隨著長讀長測序技術日益普及，研究人員預計將進一步揭示隱藏的變異，併為神經發育疾病提供新見解，最終推動臨床基因組學的未來發展。