父母会遗传多少突变?

我们每个人都从父母那里得到了一半的遗传信息。但是妈妈或爸爸遗传给了我们多少新的突变呢?如果爸爸妈妈多等几年才生下我们，会有多大的不同呢?现在，多亏了一项非凡的研究，研究了整个家庭在很长一段时间内孕育的情况，我们知道了。Thomas Sasani就职于犹他大学。

每一代，我们都从父母那里得到一半的DNA。但我们真正感兴趣的是我们遗传的DNA中有多少种新的突变。从本质上讲，我们从父母那里得到的遗传密码中有多少“拼写错误”?

克里斯-我们不是已经知道了吗?

托马斯:所以实际的估计数字——这种拼写错误的数量——实际上是很受欢迎的，以前也被估计过很多次。但人们不太了解的是，各种各样的其他因素，比如你出生时父母的年龄，实际上是如何影响这个数字的。

Chris:因为我们经常说“趁年轻要孩子，因为第一，你的生育能力更强，第二，染色体异常等疾病的风险随着父母年龄的增长而增加”。那么，这是真的吗?

托马斯:是的，这绝对是真的。在这项研究中，我们对大的染色体变化不太感兴趣，比如你提到的非整倍体，而对个体拼写错误更感兴趣。所以你从父母那里遗传的DNA中一个字母的变化是“T”而不是“C”……

Chris -你是否因此需要费力地阅读大量个体的遗传密码来弄清楚他们与父母之间的差异?

托马斯:基本上是的，我们就是这么做的。在实践中，这相当于你对父母双方的整个基因组进行测序，然后对他们所有孩子的基因组进行测序，然后你一个接一个地将他们的基因组序列与他们父母的基因组序列进行比较你只需要寻找基因组中不同的地方;即使你期望这个孩子和父母各有一半的DNA，在少数地方，他们实际上会有父母都没有的独特突变。

克里斯:你有没有做过这样的实验，比如，你可以选择一个家庭和父母，他们有一个孩子时明显更年轻，而当他们有更多的孩子时，他们更年长，然后你可以比较每个孩子都有多少变化，从而将其与父母的年龄联系起来?

托马斯:是的，完全正确。我们所使用的数据集的奇妙之处在于，通常当这样的研究完成时，你使用的是两个父母，也许是一个或两个孩子。但在这项研究中，我们有一些家庭有多达16个孩子。正如你所说，这些孩子代表了父母从20岁一直到40岁。这样我们就可以比较年轻父母所生的孩子和同一对父母所生的孩子的新突变数量，但是当他们年龄大得多的时候。

克里斯:出现了什么趋势?

Thomas:所以，总的来说，随着父母年龄的增长，你在孩子身上看到的这些新突变的平均数量肯定会增加。因此，每年大约有1.5个新的突变，父亲变老，每年大约有1.5个额外的突变，母亲变老。

克里斯-那是相当多的，不是吗?有趣的是，两性之间存在着这种差异。这是否反映了这样一个事实:精子是在干细胞不断分裂的过程中产生的，而卵子是在个体本身从卵子发育而来的时候产生的，因此卵子中DNA发生突变的几率更低?

托马斯:是的。这是一个很好的问题，我认为很长一段时间以来，这个领域的真正意义是，青春期后的每一年，精子细胞，或者最终发育成精子细胞的干细胞，它们都在不断地分裂，这个想法是，每次你必须复制你的基因组时，都有可能发生错误。现在有一种假说认为精子细胞的持续分裂并不是父亲出现这种新生突变的唯一原因，可能还有DNA损伤的累积和其他原因。但是，可以肯定的是，精细胞分裂数量的增加可能对我们在父亲身上看到的偏见有一点贡献。

Chris -当你说到一点点的时候，你对大多数这些突变是什么时候获得的有感觉吗?因为另一种可能性是，当然，不仅仅是精子和卵子起作用，如果胚胎本身没有忠实地复制DNA，也许在受精发生后，大量的突变负担会发生?

托马斯-说得很好。我们之所以能在论文中了解到这一点，很大程度上是因为我们有很多这样的三代同堂的大家庭。因此，我们能够应用一种策略，通过这种策略，我们能够从本质上弄清楚这些新的突变是发生在精子和卵子结合产生胚胎之后，还是发生在之前。实际上，我们发现大约10%的这些新突变很可能发生在那个胚胎中。

这本身会受到精子和卵子年龄的影响吗?那么，是年龄较大的父母更有可能拥有高度突变的胚胎，还是与父母年龄无关，胚胎的突变率约为10% ?

托马斯:是的。所以至少在胚胎中，我们没有看到新突变的数量真的受到父母年龄的影响。然而，总的来说，我们研究中的父母一般都在40岁或50岁以下。对于年龄大得多的父母来说，年龄可能会受到影响，但我们确实无法检测到这一点，至少在我们的数据集中是这样。

Chris -所以尽管你可以说，随着父母年龄的增长，似乎会有更高的突变负担传递给孩子，但是，假设，这项研究的一个限制是你现在不能说这是否会有临床影响?

托马斯:对，没错。所以如果你想想我们看到的突变的数量——一个孩子平均有70个新突变——新突变的数量可能每年增加1.5%或1.5%，这取决于你所观察的父母。但这是人类基因组中30亿或60亿个字母的总和。因此，在实践中，并不是很多这些突变实际上是在基因中着陆的——基因组的区域——实际上是产生功能性蛋白质的区域。因此，至少在这一点上，很难说我们期望这些基因破坏的频率有多高，或者引起疾病，但可以肯定的是，有一些罕见的遗传疾病是由这些突变引起的。所以我认为掌握它们发生的频率本身就很重要。