嵌合突变体在体内普遍存在，并伴随生命历程推进而在每个细胞中累积，导致癌症等其他疾病的发生。大多数嵌合突变体的突变始于DNA双链中的某条单链核苷酸的错配或损伤。当这些单链DNA（single-strand DNA, ssDNA）在复制前未被修复，单链上的错配或损伤就会成为永久性的双链DNA（double-strand DNA, dsDNA）嵌合体突变。dsDNA嵌合体突变是ssDNA错配与损伤事件、DNA修复和DNA复制之间相互作用的结果。虽然目前的分析方法能够对dsDNA的突变实现高保真度检测分析，但却无法准确解析前体ssDNA的突变事件，因而无法确定起始ssDNA突变的具体位置，这对了解突变发生发展带来困难。

近日，美国纽约大学格罗斯曼医学院的Gilad D. Evrony团队在《Nature》期刊上发表题为“DNA mismatch and damage patterns revealed by single-molecule sequencing”的研究文章。该研究开发了一种新的测序方法HiDEF-seq，对来自不同组织的134个基因组单链DNA突变进行检测，分析ssDNA突变引起的永久性dsDNA突变情况和过程。该方法无需DNA扩增放大便能高保真检测ssDNA上单碱基突变，减少了目前检测方法测序前对DNA分子进行扩增放大而对真正ssDNA突变事件造成的掩盖。

研究人员首先对人类精子样本ssDNA嵌合体突变进行检测，并选用超过20的单链通过数，1.7kb的基因组裂解片开展后续的实验；接下来，又对遗传性癌症易感综合征病人样本进行检测，发现ssDNA与相应的dsDNA突变发生存在相关性，从而确定起始病变的身份；另外，研究人员还发现与仅缺乏聚合酶校对的样本相比，缺乏错配修复和复制聚合酶校对的肿瘤表现出明显的单链错配模式；最后，研究人员对线粒体DNA双链突变率高的原因进行检测分析，发现线粒体基因组突变主要发生在复制过程中。

HiDEF-seq作为一种新的测序方法，对于开展DNA损伤、修复和复制平衡的动力学研究具有很大意义。同时，以单分子保真度对DNA中的单链变化进行测序对于研究突变在癌症和衰老中的发生发展也很有价值，并很大程度上增进我们对突变起源的理解。

论文链接：

DNA mismatch and damage patterns revealed by single-molecule sequencing | Nature

注：此研究成果摘自《Nature》期刊，文章内容并不代表本网站的观点和立场，仅供参考。