《自然》:大龄爸爸会给后代带来更多新基因突变,而这可能与娃的自闭症等精神疾病有关

科技工作者之家 2017-09-22

现在的年轻人越来越不愿意生孩子了。斯坦福大学的研究者做过调查,在过去的40年里,男性首次生育的年龄推迟了3.5年。

晚生到底好不好?昆士兰大学科学家在《自然遗传学》上发表的研究说,晚生不好不好,大龄父亲的宝宝,孩子患精神疾病的风险也挺高的;《转化精神病学》上,伦敦大学和西奈山医学院的研究者则说,晚生好啊,爸爸年纪大,宝宝更聪明啊。

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晚生到底好不好奇点糕不知道,但是9月20日出版的《自然》杂志上,一项研究提到,父母、尤其是父亲的年龄越大,子女的新生突变(de novo mutation,DNMs)频率就越高。母亲每年带来0.37个新突变,而父亲达到了1.51个,几乎是母亲的四倍。

新生突变是指一个家庭成员身上首次出现的突变,一般是父母的生殖细胞突变或者受精卵突变造成的,它可能与智力障碍、自闭症和精神分裂等神经发育疾病和罕见病有关。在2012年5月10刊发的《自然》杂志上,重磅刊登了三篇有关于新生突变的研究,结果都表明了新生突变与新生儿患自闭症风险有关

这项研究的通讯作者Kari Stefansson博士来自冰岛的一家基因公司deCODE,他们以冰岛人的基因为基础,发现了许多疾病的相关基因。在新生突变领域,Kari Stefansson博士和他的团队已经做了多年的研究,2012年他们就在《自然》上发表过文章,提出父亲获得基因突变并将其传给孩子的比率随年龄增长而增加,平均每年增加2个新生突变,但在母亲中却保持不变。

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Kari Stefansson博士

当时研究的样本量还比较小,只对78名儿童和他们的家人进行了测序,实验结果也并没有发现母亲对突变的影响。这次,研究者对共计14688人进行了基因测序,其中包含1548组家庭,发现了108778个新生突变,平均每个家庭70.3个。随着生育年龄的增加,父母生殖细胞中的新生突变也增加,母亲每年增加0.37个,父亲每年增加1.51个

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随着年龄的增加,父母生殖细胞中的新生突变也增加

蓝色为父亲、红色为母亲,可见来自父亲的新生突变数量增长更快

至于为什么父亲带来的新生突变比母亲高这么多,研究者认为,因为精原细胞在不断地有丝分裂,为DNA复制出错提供“机会”,所以新生突变出现的机率更大。相比之下,卵母细胞在女性出生的时候就已经分裂好了,突变概率自然要小一些。

不过研究者也指出,新生突变并不是平均分布的。虽然整体上是来自父亲的多,但在基因组的某些部分,新的突变绝大部分来自于母亲。因为随着年龄的增长,女性的突变类型中C>G碱基替换的比例逐渐增加,而C>G富集的区域染色体结构很脆弱,断裂后虽然自我修复了,但难免留下遗传“伤疤”。这种现象却不会在男性中出现。

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那么新生突变到底带来了什么影响?

从总体来说,新生突变是个并不罕见的“集体事件”,那么很有可能它们中的一些会在某些疾病中起关键作用。更糟糕的是,新生突变出现在个体发育的早期,会导致一个或多个组织的大量细胞或全部细胞拥有突变的基因型——这是许多散发性单基因遗传病的发病原因,也是复杂疾病发病过程的重要环节。

举个简单的例子,如果新生突变刚好能对外显子序列产生影响,在身体有些组织中基因正常表达,有些组织则被新生突变干扰,造成机体发育的不均衡,最终表现为增生疾病,比如变形综合症。

更多的研究揭示了不同的个体里,新生突变起干扰的基因,这或许能解释一些常见的精神发育疾病中新生突变的作用,比如智力障碍(ID)、自闭症谱系障碍和精神分裂症。

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长久以来,人们都知道新生突变会导致基因疾病,在一些重要的神经发育疾病和罕见病中,新生突变提供了一种早期的发病机制。通过全基因组关联分析(GWAS)可能难以检测到这些疾病,但是利用新生突变,我们或许能够抓住一些蛛丝马迹。

而本次研究新发现的108778个新生突变组成了目前为止最完整的人类新生突变目录。

Kari Stefansson博士在一次采访里说道,“新突变提供了人类进化的素材”,“但这些突变也被认为与大多数罕见的儿童疾病有关。不管是出于科学研究还是改善疾病诊断,这种新生突变目录都是非常重要的。”

自然遗传学

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