經(jīng)過6國科學(xué)家13年的共同努力,，人類基因組的排序工作已經(jīng)宣告完成,，但是這并不等于之前的工作就可以畫上完美的句號,，已經(jīng)有科學(xué)家發(fā)表論文提出倡議,，人類后基因組時代是一個數(shù)據(jù)核實(shí)的年代,。倡議者——英國劍橋大學(xué)的Peter Forster博士統(tǒng)計(jì)表明,，以往發(fā)表的關(guān)于人類線粒體DNA（mtDNA）的文章中,，數(shù)據(jù)存在問題的不在少數(shù)。其它基因組數(shù)據(jù)也存在類似的問題,。這一倡議得到了《自然》雜志及眾多科學(xué)家的附議和關(guān)注,。我國科學(xué)家也對如何有效推斷mtDNA數(shù)據(jù)中可能存在的錯誤進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的探討,。日前，中國科學(xué)院昆明動物研究所的張亞平研究員向記者介紹了他所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在這方面取得的重要進(jìn)展,。
據(jù)張亞平介紹,，mtDNA是細(xì)胞核外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞器線粒體中,，是一個閉合環(huán)狀分子,。在遺傳過程中，子代的mtDNA來自母親,，父系的mtDNA在精卵結(jié)合時一般不能進(jìn)入卵細(xì)胞,。因此，在子代個體發(fā)育過程中沒有父母雙方mtDNA的重組發(fā)生,。mtDNA的這種遺傳特性被稱為母系遺傳,。而且，mtDNA的進(jìn)化速度相對于核基因組DNA來說要高得多,。這些特性使它成為人群譜系發(fā)生和遷移流動十分有效的遺傳標(biāo)記,。
由于母系遺傳的背景，序列中積累的大量突變往往帶有其發(fā)生先后的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系信息,。通過構(gòu)建和復(fù)原突變的先后關(guān)系,，研究者就可以得到mtDNA世系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系樹。在這樣的系統(tǒng)樹中,，古老的突變只會出現(xiàn)在樹的基部,，較年輕一點(diǎn)的突變出現(xiàn)在直接從樹干上分出的枝上，如此類推,，最年輕的突變則只分布在細(xì)小的枝端,。得到這樣的一棵mtDNA世系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系樹后，研究者又可以反過來用它來檢驗(yàn)一些報(bào)道的mtDNA突變數(shù)據(jù)的可靠性,。張亞平說,，像這樣對得到的序列數(shù)據(jù)進(jìn)行理論上的檢驗(yàn)和預(yù)測非常重要，它可以幫助我們最大限度地在數(shù)據(jù)發(fā)表前排除潛在的錯誤,。
姚永剛,、孔慶鵬、孫昌和張亞平先是研究了mtDNA序列中出現(xiàn)的稀少的堿基插入/缺失事件,。通過將含有某一種堿基插入/缺失突變的mtDNA世系劃歸到構(gòu)建的mtDNA系統(tǒng)發(fā)育樹中,，進(jìn)而觀察該插入/缺失事件在系統(tǒng)樹中是表現(xiàn)為某一枝的特異性分布，還是表現(xiàn)為在系統(tǒng)樹中的隨機(jī)分布,。特異性的分布提示該堿基插入/缺失突變可以預(yù)測,，隨機(jī)性分布則表明該種突變不可預(yù)測，只能通過多次獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)測定證實(shí)。他們基于中華民族50個不同人群2000多個個體中觀察到的稀少的堿基插入/缺失事件統(tǒng)計(jì)分析表明,，mtDNA序列中出現(xiàn)的稀少的堿基插入/缺失事件,，尤其當(dāng)發(fā)生的位置上含有該突變堿基（堿基對）的重復(fù)時，在mtDNA系統(tǒng)樹中大多表現(xiàn)為隨機(jī)的分布,。因此,，很難通過世系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系來推測其準(zhǔn)確性。對于研究中偶爾觀察到的個別稀少的堿基插入和缺失事件,，只能通過多次獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)測定來證實(shí),。雖然該研究得到的只是一種否定意義上的結(jié)果，但這種基于系統(tǒng)發(fā)育思想來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性的做法卻很值得提倡,。
同樣依據(jù)mtDNA系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的思想,，姚永剛和張亞平對報(bào)道的我國新疆地區(qū)和鄰近的中亞地區(qū)距今2000多年前的古老mtDNA數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新的分析。分析的結(jié)果顯示這些古老mtDNA數(shù)據(jù)的可靠性同樣存在或多或少的問題,，一些結(jié)果有可能是實(shí)驗(yàn)過程中污染所致,。因此他們認(rèn)為，對于古老DNA的研究和解釋需要十分謹(jǐn)慎,。在得到數(shù)據(jù)后,，需要按照系統(tǒng)發(fā)育的觀點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠性自檢,，這樣才能最大限度地避免錯誤的結(jié)論,。
姚永剛和張亞平與國外學(xué)者合作，在mtDNA系統(tǒng)發(fā)育樹的基礎(chǔ)上,，還對去年《美國人類遺傳學(xué)雜志》上發(fā)表的一批mtDNA數(shù)據(jù)進(jìn)行了仔細(xì)的檢驗(yàn)分析,，發(fā)現(xiàn)并指出了其中存在的大量錯誤和問題。他們的論文在《美國人類遺傳學(xué)雜志》發(fā)表時,，原文作者也在同期雜志上撰文承認(rèn),，經(jīng)他們的重新實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證，姚永剛等人的批評意見基本上都是正確的,。這無疑更證實(shí)了mtDNA系統(tǒng)發(fā)育思想在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)時的準(zhǔn)確性和適用性,。
張亞平告訴記者，這種從mtDNA系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系來分析突變的做法,，除了對檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性十分有效外,，對于一些mtDNA突變導(dǎo)致的疾病研究同樣也有著非常重要的意義。通過比較致病性突變在系統(tǒng)樹中的分布形式,，也就是看該突變是否特異性地分布于具有相同古老突變的mtDNA類型中,，可以對這種mtDNA疾病的發(fā)生做出一定的預(yù)測。
