突变率如何计算(1)

发布时间： 2018-07-11

　　突变率有多种计算用途，比如，进化生物学家可以基于物种的突变率，预测一个物种首次分化为两个物种时的“分子钟”。科学家们还利用这些速率来追踪流感等病毒的演变速度。癌症生物学家也可以利用突变率估计肿瘤细胞基因组随时间变化的速度。

　　“这是每一个进化模型中必须输入的参数，”新加坡基因组研究所的博士后Yuan Zhu说。

　　科学家之前是根据表型变化来推断突变，例如耐药性的出现。现在，由于越来越多成本低，速度快的DNA测序出现，已经有了更复杂的方法来处理全基因组突变率。这些技术可以应用于任何物种。虽然迄今为止科学家们主要只是分析了微生物和病毒，但他们也聚焦于果蝇和拟南芥等实验室模型，甚至是人体。这些技术揭示了突变率如何在单个物种的基因组中变化，并且研究人员也精确定位了特别容易改变的区域。此外，还可以揭示DNA复制过程中不同酶（如聚合酶和修复酶）的错误率。

　　7月，The Scientist杂志的技术专栏就特别介绍了研究病毒，酵母和人类突变率的四种不同方法。

　　自然群体的突变

　　研究人员可以识别自然生物群体中的突变。西班牙综合系统生物学研究所的进化生物学家Rafael Sanjuán表示，“因为自然群体变异很多，所以很容易见证进化”。

　　特别是HIV，这种病毒以其天文数字的突变率而闻名，每个感染周期估计会出现3×10-5个突变（每个碱基）。不过这种速率是在实验室中观察到的，Sanjuán分析了野外的HIV突变率——在接受HIV治疗之前的11人捐赠的血液样本。由于病原体不断变异，一个未经治疗的人体内包含有非常多样化的病毒群体。