最近的科学发现是否否定了教材当中的基因突变是随机的？

原标题：最近的科学发现是否否定了教材当中的基因突变是随机的？

近日，一篇发表于《自然》杂志的最新论文中，一支国际研究团队通过对模式植物拟南芥的研究提出，突变的诞生不是完全随机的，相反，突变出现的区域有着明显的规律性。这是否是对于生物教材当中基因突变是随机的以及进化的方向是由自然选择决定的呢？

在高中生物教材《遗传与进化》中，对于基因突变的特点是这样描述的：具有不定向性和随机性。

但是论文的通讯作者，加州大学戴维斯分校的Grey Monroe教授表示，“但结果表明突变远不是随机的，而这种非随机的方式有利于植物生长。那我们来看一下他们进行了什么样的实验：

在受保护的实验室环境中种植拟南芥，这样的环境使得 一些携带不利突变的个体也能存活，从而避免了自然选择的影响——在野外，这些突变导致的缺陷使得植株通常无法幸存。

随后，研究团队耗时3年，对数百株在这种环境中栽培的拟南芥进行了DNA测序。结果，他们一共发现了超过100万个突变。从如此众多的突变中， 他们意外地发现基因组的 一些特定区域突变率明显更低，尤其是对其生存起决定性作用的必需基因，例如参与细胞生长与基因表达的基因。相比于周围其他区域， 基因体区域的突变率降低了50%以上，必需基因的突变率更是下降了三分之二。

因此他们判断 基因突变并不是随机的，但是原因是什么呢？为什么会出现这种现象和规律呢？

Weigel补充道：这些区域对新突变的有害影响很敏感。因此，DNA损伤修复似乎在这些区域特别有效。 这种植物已经进化出一种方法来保护它最重要的地方不受突变的影响。

并且 DNA包裹不同类型蛋白质的方式也可以很好地预测一个基因是否会发生突变。

因此，针对于教材当中对于基因突变的随机性是基于理论假设的，即所有的碱基都有可能发生突变，因此是随机的，但是在实际当中，出现了一些其他的机制保护了重要的基因免受基因突变的影响，也就导致了基因突变在不同的区域的发生率其实是不一致的。

因此，对于此，我们也可以根据这一个特点，对以后癌症（畸形的基因突变引起）的检查和预测会更加的准确，以及提供更好的治疗方案。（因为癌症的发生率也可能与遗传有关）

但是虽然不能彻底的基因突变的随机性给予否定，但也是对自然选择的进化理论进行了修正，因为基因突变的结果并不是随机的，因此方向也不是只由自然选择决定的！

对于此，还需要更加广泛的研究，因为论文研究团队所用的材料主要是拟南芥： 拟南芥是一种小型开花杂草，被认为是“植物中的实验室小白鼠”，因为它的基因组相对较小，约有1.2亿个碱基对。相比之下，人类大约有30亿个碱基对。

通过研究一种小型开花杂草叶菜的基因组，对DNA突变有了新的认识

这也更加的说明了科学是在不断的否定与修正当中进行前进的。

参考文献

Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana

编辑：铁杵