体内的每个细胞都以稳定且受保护的形式将其遗传信息存储在 DNA 中，细胞可以轻松访问这些信息来进行其活动。然而，突变(遗传信息的变化)发生在整个人类基因组中，并对人类健康和进化产生强大影响。
“我们的团队对关于突变的一个经典问题感兴趣——为什么基因组中的突变率从一个 DNA 位置到另一个位置差异如此之大?我们只是不清楚为什么会发生这种情况，”Md. Abul Hassan 博士说Samee，贝勒医学院综合生理学助理教授，也是该作品的通讯作者。
先前的研究表明，突变位置侧翼的 DNA 序列(序列背景)在突变率中发挥着重要作用。“但这种解释仍然留下了悬而未决的问题，”萨米说。“例如，一种类型的突变在特定的序列环境中频繁发生，而另一种类型的突变在同一序列环境中很少发生。因此，我们认为不同的机制可以解释基因组中突变率的变化。我们知道“构成 DNA 序列的每个构建块或碱基都有自己的 3D 化学形状。因此，我们提出 DNA 形状和突变率之间存在联系，这篇论文表明我们的想法是正确的。”
遗传密码被“写入”为一串碱基，这些碱基进一步缠绕或过度缠绕并限制成环，已知所有这些都会影响 DNA 活性的各个方面。令人惊讶的是，大多数基因组分析仅将 DNA 视为一串碱基，而忽略了每个碱基都有形状的事实。
“我们仅使用 DNA 结构信息建立了一个统计模型，否则忽略了序列数据，”第一作者、Samee 实验室的研究生 Zian Liu 说。“我们使用该模型来查明哪些 DNA 形状特征，例如拉伸、扭曲或倾斜，是人类基因组突变率变化的基础。令人惊讶的是，我们发现，尽管一种突变与另一种突变的序列背景可能看起来非常不同，但结构特性非常相似。”
“我们发现拉伸——形成双螺旋的两条 DNA 串中配对构件之间的距离——是定义一个位置是否可变的首要结构特性之一，”Liu 说。
Samee 说：“虽然我们期待这些结果，但我们没有预料到，对于所有类型的突变，相同的 DNA 结构特征(拉伸)对于影响突变率同样重要。”“DNA 倾斜是对所有类型的突变率影响最大的第二个结构特征。我们证实 DNA 形状在人类基因组的功能相关区域中很重要，例如调节基因表达的蛋白质-DNA 结合位点，并且这种结构机制在许多物种中都是保守的。”
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