一项10月8日发表于《自然》的新研究显示,高龄父亲将致病突变遗传给孩子的风险比我们想象的要高。基因组测序显示,在30岁出头的男性中,大约每50个精子中就有1个携带致病突变;而到70岁时,这一比例上升到近1/20。
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英国惠康桑格研究所的Raheleh Rahbari说:“这篇论文清楚地表明,年龄较大的父亲遗传更多致病突变的风险更高。”
同样来自惠康桑格研究所的研究小组成员Matthew Neville说,准父母可能需要考虑到这一点。例如,如果年轻男性认为自己要年纪大一些时再有孩子,他们可以考虑冷冻精子;而计划组建家庭的年长男性则可以考虑现有的各种筛查技术。
最近的研究表明,我们每个人体内的大多数细胞中都有约70个父母都没有的新突变,其中80%的突变源于父亲的睾丸,这还不包括母亲卵子中更常见的大规模染色体异常。人们曾认为,由于随机突变,精子中的突变数量会随着男性年龄的增长而稳步增加。但一些遗传性疾病,如软骨发育不全症(侏儒症),其发病率远高于随机突变所能解释的水平。
2003年,英国牛津大学的Anne Goriely意识到,这可能是由于一些产生精子的干细胞变得“自私”所致。这意味着某些突变会使这些干细胞的增殖速度超过正常水平,因此携带这些突变的精子比例会随着男性年龄的增长呈指数级上升,而非稳定增长。Goriely进一步证明,几个不同基因的突变都可以使精子干细胞变得自私,但她怀疑还有更多此类基因。
现在,Rahbari、Neville和同事对81位不同年龄男性的10万多个精子及其血细胞进行了测序。使用标准测序方法时,错误率过高,无法可靠地识别单个DNA分子中的突变,于是该团队采用了一项新技术,即对双螺旋的两条链都进行测序——如果两条链上都发现了某个突变,那么它不太可能是错误的。
这种方法使他们能够发现40多个基因中存在大量突变,这些突变会令精子干细胞变得“自私”。“这种效应在全基因组范围内的规模比我们想象的要大得多。”Neville说。
人类基因组的大部分都是“垃圾”序列,意味着大多数随机突变没有任何影响。相比之下,这些自私突变仅占所有突变的一小部分,却会影响关键基因,因此可能产生重大影响。“在大多数情况下,它们是相当严重的神经发育障碍。”Neville说。这40种基因中至少有两种会导致自闭症,而其中一些突变会大大增加罹患癌症的风险。
Goriely说,这是一项好研究。“我们早就知道,成为年长的父母并非好事。”她说,“过去,这种风险主要与母亲联系在一起。现在我们了解到,父母双方都对孩子的健康有影响。”
在男性的血液样本中,吸烟、酗酒或肥胖的男性的总体突变负担要高得多。但在精子中,突变的累积速度更慢,且与吸烟、饮酒或肥胖无关。这表明,人体有某种机制保护睾丸免受此类环境因素的影响。
在另一项由Rahbari和Neville等人参与的研究中,这种新的测序技术被应用于口腔内的皮肤细胞,揭示了一种类似的模式:促进生长的突变增加了某些干细胞谱系的比例。
“看来,这种选择模式并非精子细胞所独有。”Rahbari说。她表示,虽然促进生长的突变是细胞癌变的一步,但即使细胞没有癌变,它们也可能引发问题,甚至可能有助于衰老过程。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09448-3
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