ข้อมูล

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเห็นการกลายพันธุ์ของจุดในพื้นที่ครอบคลุมเพียงครึ่งเดียวของตำแหน่งของมัน

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเห็นการกลายพันธุ์ของจุดในพื้นที่ครอบคลุมเพียงครึ่งเดียวของตำแหน่งของมัน


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ฉันได้ดู exomes ที่มีลำดับและพบการกลายพันธุ์ของจุดที่น่าสนใจที่ทำให้กรดอะมิโน Proline-to-Leucine เปลี่ยนแปลงในโปรตีน ดูเหมือนว่ามันอาจจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของโปรตีน แต่ก่อนที่ฉันจะไปมากกว่านี้ ฉันต้องการสำรวจว่าตัวแปรนั้นเป็นสิ่งประดิษฐ์การจัดลำดับหรือไม่

ฉันดูที่ความครอบคลุมสำหรับภูมิภาคเฉพาะของจีโนมนี้ และพบว่าในตัวอย่างบางตัวอย่าง การกลายพันธุ์ของจุดจะเห็นได้ในทุกการอ่านซึ่งครอบคลุมฐานที่เป็นปัญหา ในขณะที่ในส่วนอื่นๆ จะเห็นการกลายพันธุ์ของจุดในการอ่านประมาณครึ่งหนึ่ง ในตัวอย่างทั้งหมดของฉัน ฐานที่เป็นปัญหาครอบคลุมโดยการอ่านแยกกันอย่างน้อย 15 ครั้ง แต่โดยปกติแล้วจะมากกว่า 20 ครั้ง

คำถามหลักของฉันคือ: ฉันจะตีความกรณีที่เห็นการกลายพันธุ์ของจุดในบางการอ่านแต่ไม่ครอบคลุมตำแหน่งได้อย่างไร

ฉันยังสนใจคำแนะนำ/คำแนะนำในหัวข้อทั่วไปในการพิจารณาว่าการกลายพันธุ์ที่ฉันพบนั้นเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีการจัดลำดับหรือไม่


ฉันไม่รู้ว่าสิ่งมีชีวิตที่คุณทำงานด้วยนั้นเป็นแบบซ้ำหรือไม่ แต่สงสัยว่ามันเป็นสัตว์ (หรือแม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) ดังนั้นคำอธิบายที่ไพเราะที่สุดก็คือคุณมีโฮโมไซโกตและเฮเทอโรไซโกตที่ตำแหน่ง SNP นี้


นอกจากนี้ ฉันไม่รู้ว่าคุณให้ข้อมูลทางพันธุกรรมประเภทใด แต่ถ้ามีการแปรผันในแหล่งกำเนิด เช่น น้ำลายบางส่วน ผิวแก้มก็อาจมีความแตกต่างตามเนื้อเยื่อในจีโนม


จุดที่ยอมรับการกลายพันธุ์

NS จุดที่ยอมรับการกลายพันธุ์ — หรือที่เรียกว่า PAM — เป็นการแทนที่กรดอะมิโนเดี่ยวในโครงสร้างหลักของโปรตีนด้วยกรดอะมิโนตัวเดียวอีกตัวหนึ่ง ซึ่งเป็นที่ยอมรับโดยกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ คำจำกัดความนี้ไม่รวมถึงการกลายพันธุ์ของจุดทั้งหมดใน DNA ของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกลายพันธุ์แบบเงียบไม่ใช่การกลายพันธุ์ที่ยอมรับโดยจุดเดียว หรือการกลายพันธุ์ที่ร้ายแรงหรือถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติด้วยวิธีอื่น

NS PAM เมทริกซ์ เป็นเมทริกซ์ที่แต่ละคอลัมน์และแถวแสดงถึงกรดอะมิโนมาตรฐานหนึ่งในยี่สิบชนิด ในชีวสารสนเทศศาสตร์ เมทริกซ์ PAM มักถูกใช้เป็นเมทริกซ์การแทนที่เพื่อทำคะแนนการจัดตำแหน่งลำดับสำหรับโปรตีน แต่ละรายการในเมทริกซ์ PAM บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ที่กรดอะมิโนของแถวนั้นจะถูกแทนที่ด้วยกรดอะมิโนของคอลัมน์นั้นผ่านชุดของการกลายพันธุ์ที่ยอมรับจุดหนึ่งจุดหรือมากกว่าในระหว่างช่วงวิวัฒนาการที่ระบุ แทนที่จะเป็นกรดอะมิโนสองตัวนี้ที่เรียงตัวกันเนื่องจาก เพื่อโอกาส เมทริกซ์ PAM ที่ต่างกันสอดคล้องกับระยะเวลาที่แตกต่างกันในการวิวัฒนาการของลำดับโปรตีน


จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเห็นการกลายพันธุ์ของจุดในพื้นที่ครอบคลุมเพียงครึ่งเดียวของตำแหน่งของมัน - ชีววิทยา

เนื่องจากเซลล์ทั้งหมดในร่างกายของเรามี DNA จึงมีหลายสถานที่สำหรับการกลายพันธุ์ที่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์บางอย่างไม่สามารถส่งต่อไปยังลูกหลานได้ และไม่สำคัญสำหรับวิวัฒนาการ การกลายพันธุ์ของโซมาติกเกิดขึ้นในเซลล์ที่ไม่เจริญพันธุ์และจะไม่ส่งต่อไปยังลูกหลาน ตัวอย่างเช่น สีทองบนครึ่งหนึ่งของแอปเปิ้ล Red Delicious เกิดจากการกลายพันธุ์ของโซมาติก เมล็ดของมันจะไม่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์

การกลายพันธุ์เพียงอย่างเดียวที่สำคัญต่อการวิวัฒนาการในวงกว้างคือการกลายพันธุ์ที่สามารถส่งต่อไปยังลูกหลานได้ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์เช่นไข่และสเปิร์มและเรียกว่าการกลายพันธุ์ของสายสืบพันธุ์

ผลของการกลายพันธุ์ของเจิร์มไลน์
การกลายพันธุ์ของเชื้อเส้นเดียวสามารถมีผลกระทบได้หลากหลาย:

    ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในฟีโนไทป์
    การกลายพันธุ์บางอย่างไม่มีผลต่อฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตอย่างเห็นได้ชัด สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในหลาย ๆ สถานการณ์: บางทีการกลายพันธุ์อาจเกิดขึ้นในช่วงของ DNA ที่ไม่มีการทำงาน หรือบางทีการกลายพันธุ์อาจเกิดขึ้นในบริเวณที่มีการเข้ารหัสโปรตีน แต่กลับไม่ส่งผลกระทบต่อลำดับกรดอะมิโนของโปรตีน

การกลายพันธุ์เล็กน้อยที่มีผลกระทบใหญ่: การกลายพันธุ์เพื่อควบคุมยีน
การกลายพันธุ์มักตกเป็นเหยื่อของข่าวร้าย — ถูกเหมารวมอย่างไม่เป็นธรรมว่าไม่สำคัญหรือเป็นสาเหตุของโรคทางพันธุกรรม แม้ว่าการกลายพันธุ์จำนวนมากจะมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยหรือมีผลเสีย แต่การกลายพันธุ์แบบอื่นมีเวลาออกอากาศน้อยลง การกลายพันธุ์เพื่อควบคุมยีนสามารถมีผลกระทบที่สำคัญ (และบางครั้งก็เป็นบวก)

บางภูมิภาคของ DNA ควบคุมยีนอื่น โดยกำหนดว่ายีนอื่นจะ "เปิด" เมื่อใดและที่ไหน การกลายพันธุ์ในส่วนต่าง ๆ ของจีโนมสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการสร้างสิ่งมีชีวิตได้อย่างมาก ความแตกต่างระหว่างการกลายพันธุ์ไปยังยีนควบคุมและการกลายพันธุ์ของยีนที่มีพลังน้อยกว่านั้นคล้ายกับความแตกต่างระหว่างการกระซิบคำสั่งกับผู้เล่นทรัมเป็ตในวงออเคสตรากับการกระซิบกับวาทยากรของวงออเคสตรา ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของผู้ควบคุมวงนั้นใหญ่กว่าและมีการประสานงานกันมากกว่าการเปลี่ยนพฤติกรรมของสมาชิกวงออร์เคสตราแต่ละคน ในทำนองเดียวกัน การกลายพันธุ์ใน "ตัวนำ" ของยีนอาจทำให้เกิดผลกระทบต่อพฤติกรรมของยีนภายใต้การควบคุมของมัน

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากมียีนควบคุมที่ทรงพลังซึ่งกำหนดวิธีการจัดวางร่างกาย ตัวอย่างเช่น, Hox ยีนพบได้ในสัตว์หลายชนิด (รวมทั้งแมลงวันและมนุษย์) และกำหนดตำแหน่งที่ศีรษะไปและส่วนใดของร่างกายที่เติบโตรยางค์ ยีนควบคุมหลักดังกล่าวช่วยควบคุมการสร้าง "หน่วย" ของร่างกาย เช่น ส่วน แขนขา และดวงตา ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในการจัดวางร่างกายขั้นพื้นฐานจึงไม่น่าจะเป็นไปได้มากนัก แต่อาจต้องการเพียงแค่การเปลี่ยนแปลงในยีน Hox และการเลือกโดยธรรมชาติ


พันธุศาสตร์มะเร็งและชีววิทยา

Theresa V. Strong PhD , in Pediatric Cancer Genetics , 2018

เชิงนามธรรม

ความก้าวหน้าในการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลของเนื้องอกในเด็กกำลังให้ข้อมูลเชิงลึกที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนในการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมและระดับเซลล์ที่ขับเคลื่อนการพัฒนาของเนื้องอก การเปลี่ยนแปลงของจีโนมที่สนับสนุนการพัฒนาของเนื้องอก ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงโดยตรงต่อลำดับดีเอ็นเอ (การกลายพันธุ์) การเปลี่ยนแปลงของโครโมโซม (การลบ การแทรก การโยกย้าย และแอนนูพลอยดี) และการเปลี่ยนแปลงทางอีพีเจเนติก ผ่านการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ เซลล์เนื้องอกได้รับความสามารถในการขัดขวางการควบคุมการเพิ่มจำนวนตามปกติ Hanahan และ Weinberg ได้อธิบายลักษณะเด่นที่สำคัญ 6 ประการของเซลล์มะเร็งและเป็นกรอบการทำงานที่มีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจชีววิทยาของมะเร็ง เซลล์มะเร็งต้องสามารถรักษาการงอกขยายที่ผิดปกติและหลีกเลี่ยงการทำงานของยีนที่ยับยั้งการเจริญเติบโต ต่อต้านโปรแกรมการตายของเซลล์ตามปกติ บรรลุความเป็นอมตะแบบจำลอง กระตุ้นการสร้างเส้นเลือดใหม่ และได้รับความสามารถในการแพร่กระจาย นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงแล้ว สภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกยังมีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนการเติบโตและความก้าวหน้าของมะเร็ง ในที่สุด ปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของเซลล์เนื้องอกกับเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อความก้าวหน้าของมะเร็ง ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งในแต่ละด้านของชีววิทยามะเร็งจะมอบโอกาสและเป้าหมายใหม่ๆ สำหรับการพัฒนาการรักษา


ผลลัพธ์

การจัดลำดับความครอบคลุมสูงจะเพิ่มอัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือด

จาก Karmin และคณะ 2015 และ Maretty et al. ชุดข้อมูล 2017 เราแยกอัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือดต่อรุ่นโดยใช้เกณฑ์การกรองมาตรฐาน สำหรับ Karmin และคณะ ศึกษา มีการจัดหาตัวเลือกตัวกรองหลายตัว และเราเลือกตัวกรอง "c" เนื่องจากสอดคล้องกับเกณฑ์ที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ สอดคล้องกับสิ่งที่ทราบอยู่แล้วจากการเปรียบเทียบการครอบคลุมต่ำและลำดับความครอบคลุมสูง (Poznik et al. 2016) ชุดข้อมูลความครอบคลุมสูงสองชุดเผยให้เห็นอัตราการกลายพันธุ์ต่อรุ่นที่เร็วกว่าโดยเฉลี่ย 10 ถึง 17 เท่า ( ตารางที่ 1) มากกว่าที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ (เช่น Xue et al. 2009 Helgason et al. 2015) การศึกษาที่มีความครอบคลุมต่ำ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าอัตราการกลายพันธุ์ของนิวคลีโอไทด์เดี่ยวของโครโมโซม Y ต่อรุ่นที่แท้จริงนั้นสูงกว่าที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้มาก อันที่จริง มันแนะนำว่าในอนาคต ลำดับการทำงานที่ค่าความครอบคลุมที่สูงขึ้นไปอีกอาจเพิ่มมูลค่านี้อีก

ตารางที่ 1. อัตราการกลายพันธุ์ของโครโมโซม Y โดยการศึกษา
Xu และคณะ 2552 เฮลกาสันและคณะ 2015 คาร์มินและคณะ 2015 มาเร็ตตีและคณะ 2017
ความคุ้มครองตามลำดับ (กำหนดเป็นหน่วยความครอบคลุมการพับ 15.5 12.4 35.5 40
คู่เบสการกลายพันธุ์เฉลี่ยต่อรุ่น 3.0E-08 3.00E-08 3.02E-07 5.0E-07
ช่วงความเชื่อมั่น 95% 8.9E-9 ถึง 7.0E-8 2.85E-8 ถึง 3.16E-8 (ไม่ให้) 3.5E-07 ถึง 6.4E-07

ความล้มเหลวของการโต้แย้งคำอธิบาย

คำอธิบายที่โต้แย้งสำหรับผลลัพธ์เหล่านี้มาจากการศึกษาเพียงหนึ่งในสองการศึกษานี้ เกี่ยวกับ Maretty et al. (2017) [และการศึกษาที่เกี่ยวข้องใน Skov et al. (2017)] ดูเหมือนว่าผู้เขียนจะมีข้อมูลดิบที่บ่งชี้ว่าอัตราการกลายพันธุ์ของโครโมโซม Y ต่อรุ่นสูง อย่างไรก็ตาม ไม่มีการแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับอัตราเหล่านี้

ในทางตรงกันข้าม Karmin และคณะ (2015) พยายามที่จะอธิบายอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงผิดปกติที่พวกเขาค้นพบโดยใช้ขั้นตอนการกรองเพิ่มเติมเพื่ออ่านลำดับโครโมโซม Y อย่างไรก็ตาม แทนที่จะเสริมความแข็งแกร่งให้กับการโต้เถียง ความพยายามของพวกเขากลับทำให้ความหมายดั้งเดิมของการค้นพบนั้นแข็งแกร่งขึ้น

หลักฐานสองบรรทัดสนับสนุนข้อโต้แย้งนี้ อย่างแรก Karmin และคณะ (2015) ใช้อาร์กิวเมนต์แบบวงกลมเชิงตรรกะเพื่ออธิบายอัตราการกลายพันธุ์ที่สูง ในข้อความเสริม พวกเขาอธิบายว่าเหตุผลของพวกเขาในการอธิบายอัตราที่สูงนั้นไม่ใช่การค้นพบใหม่เกี่ยวกับความกำกวมของการจับคู่การอ่านลำดับ แต่พวกเขากล่าวว่า "ในขั้นต้นเราใช้ตัวกรองระดับภูมิภาคร่วมกันที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้บนพื้นฐานของการวิเคราะห์ข้อมูล Illumina HiSeq (Poznik et al. 2013 Wei et al. 2013a) ส่งผลให้มีสิบภูมิภาคของลำดับ Chr Y รวมจับ 10.8 Mb (ตัวกรอง c, ตาราง S2) อย่างไรก็ตาม การใช้ตัวกรองระดับภูมิภาคนำไปสู่การลดลงเพียงเล็กน้อยของการเรียกผลบวกลวงโดยพิจารณาจากจำนวนความแตกต่างของพ่อ-ลูก/พี่ชาย-น้องชาย (FS) และจำนวนการกลายพันธุ์ที่เกิดซ้ำ (ตาราง S2)” (หน้า 4) (อัตราการกลายพันธุ์ที่สูงขึ้นก็จะนำไปสู่การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นอีกเช่นกัน ดังนั้น ความพยายามที่จะลดอัตราการกลายพันธุ์แบบพ่อ-ลูก/พี่ชาย-น้องชาย และจำนวนของการกลายพันธุ์ที่เกิดซ้ำ โดยพื้นฐานแล้ว มีสองรูปแบบในการบรรลุเป้าหมายเดียวกัน) กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ คาร์มินและคณะ การทดสอบหาผลบวกลวงเป็นอัตราการกลายพันธุ์ต่ำที่กำหนดไว้โดยวิวัฒนาการ

สิ่งนี้ชัดเจนยิ่งขึ้นในวิธีที่ Karmin และคณะ (2015) กำหนดความแม่นยำของกลยุทธ์การกรองของพวกเขา: “จำนวนความแตกต่างของ FS [เช่น พ่อ-ลูก] นั้นสูงกว่าจำนวนการกลายพันธุ์ที่คาดการณ์ไว้ประมาณ 10 เท่าเมื่อพิจารณาจากช่วงของอัตราการกลายพันธุ์ของ Chr Y ที่เผยแพร่ (Xue et) คณะ 2009 Francalacci et al. 2013 Mendez et al. 2013 Poznik et al. 2013) การค้นพบนี้กระตุ้นให้เราสำรวจตัวกรองเพิ่มเติม” (หน้า 4 ของข้อมูลเพิ่มเติม) จากการศึกษาสี่ชิ้นที่พวกเขาอ้างถึง—Xue et al. 2009 Francalacci และคณะ 2013 เมนเดซและคณะ 2013 พอซนิคและคณะ 2013—เฉพาะ Xue et al. การศึกษาแสดงอัตราการกลายพันธุ์ของโครโมโซม Y ตามสายเลือด อีกสามการศึกษาได้รับอัตราการกลายพันธุ์ผ่านวิธีการนาฬิกาโมเลกุลตามธรณีวิทยาเชิงวิวัฒนาการแบบวงกลมในอดีต—ดูบทนำ—หรือโดยการคาดการณ์อัตราการกลายพันธุ์ของออโตโซมบนโครโมโซม Y

ประการที่สอง การทดสอบความจำเพาะและความไวของ Karmin et al. (2015) ขั้นตอนการกรองเพิ่มเติมเผยให้เห็นความจำเพาะที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยโดยสูญเสียความไวอย่างมาก น่าเสียดายที่ Karmin et al. (2015) คำอธิบายของตัวกรอง 8.8 Mb ที่กำหนดไว้เฉพาะ "a + b + d" ซึ่งเป็นชุดตัวกรองที่มีอัตราการกลายพันธุ์ของโครโมโซม Y ที่ต่ำกว่า ผู้เขียนรายงานว่าไม่มีผลลัพธ์เกี่ยวกับความจำเพาะและความไวของกลยุทธ์การกรอง นอกเหนือจากความพยายามเป็นวงกลมในการลดอัตราการกลายพันธุ์ของพ่อ-ลูกเป็นค่าที่สอดคล้องกับความคาดหวังทางวิวัฒนาการที่กำหนดไว้ ผู้เขียนไม่ได้ตรวจสอบและถ่วงดุลวิธีการของพวกเขา

อย่างไรก็ตาม ไม่นานหลังจากที่ Karmin et al. (2015) กระดาษปรากฏในสิ่งพิมพ์ Helgason et al. (2015) รายงานอัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือด (ตามการวิ่งหาลำดับความครอบคลุมต่ำ) ที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นไปตามความคาดหวังเชิงวิวัฒนาการ และยังสอดคล้องกับผลการครอบคลุมที่ต่ำที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้จาก Xue et al (2009). โดยหลักการแล้ว เราอาจคาดหวังให้ผู้เขียน Karmin et al. (2015) เพื่อรับรอง Helgason et al. (2558) ผลลัพธ์และข้อสรุป ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ Helgason et al (2015) ผลการทดสอบ Karmin et al. (2015) ตัวกรองสำหรับความไวและความจำเพาะ

ตั้งแต่ Helgason และคณะ ชั่งน้ำหนักผลการกลายพันธุ์โดยอิงจากการทำแผนที่—แทนที่จะอิงจากปลายทางที่กำหนดโดยวิวัฒนาการ—เราสามารถประเมิน Karmin et al ตัวกรองตามความสามารถในการทำซ้ำ Helgason et al ผลลัพธ์. เพื่อทดสอบความจำเพาะ เราสามารถตรวจสอบว่า Karmin และคณะใด ตัวกรองเรียกการกลายพันธุ์ของจำนวนน้อยที่สุดที่ Helgason และคณะ กำหนดน้ำหนักต่ำ เพื่อทดสอบความไว เราสามารถตรวจสอบว่า Karmin et al. ตัวกรองจับการกลายพันธุ์มากที่สุดที่ Helgason และคณะ กำหนดน้ำหนักเต็มที่

เราพบว่าทั้งตัวกรอง "c" และตัวกรอง "a + b + d" จาก Karmin et al. (2015) ถูกปฏิเสธ—กรองออก— Helgason น้ำหนักเบาส่วนใหญ่และคณะ (2015) การกลายพันธุ์ (ตารางที่ 2) ตามที่คาดไว้ ตัวกรองที่เข้มงวดกว่า "a + b + d" ปฏิเสธการกลายพันธุ์มากกว่าตัวกรอง "c" อย่างไรก็ตาม ไม่มีตัวกรองใดจับ Helgason et al ที่มีน้ำหนักมากได้ทั้งหมด (2015) การกลายพันธุ์ (ตารางที่ 2) อย่างไรก็ตาม ตัวกรอง "c" ยังคงมีการกลายพันธุ์ที่มีน้ำหนักมากกว่าตัวกรอง "a + b + d"

ตารางที่ 2 การเก็บรักษาและการปฏิเสธการกลายพันธุ์โดยตัวกรอง Helgason
กรอง การกลายพันธุ์ที่ไม่ถ่วงน้ำหนัก (เชื่อถือได้) การกลายพันธุ์ที่ถ่วงน้ำหนัก (ไม่น่าเชื่อถือ)
(ไม่มีข้อมูลดั้งเดิมของ Helgason et al. 2015) 1015 1035
คาร์มินและคณะ 2015 ตัวกรองค 718 15
คาร์มินและคณะ 2015 กรอง abd 593 3

การหาจำนวนผลลัพธ์เหล่านี้เป็นเปอร์เซ็นต์ เราพบว่าตัวกรองทั้งสองปฏิเสธ >98% ของการกลายพันธุ์ที่มีน้ำหนักต่ำ โดยมีความแตกต่างระหว่างตัวกรอง "a + b + d" และตัวกรอง "c" เป็นเพียง 1.2% ของการกลายพันธุ์ที่มีน้ำหนักต่ำ ( ตารางที่ 3). ในทางกลับกัน ตัวกรอง “c” รักษาไว้ 70.7% ของ Helgason et al ที่มีน้ำหนักสูง การกลายพันธุ์ ในขณะที่ตัวกรอง “a + b + d” ยังคงอยู่เพียง 58.4%—การสูญเสีย 12.3% ของการกลายพันธุ์ที่มีน้ำหนักสูง ดังนั้นโดยการทดสอบอิสระของกลยุทธ์การกรองของ Helgason et al (2015), Karmin et al. ตัวกรอง "a + b + d" มีความเข้มงวดมากกว่าตัวกรอง "c" ที่ใช้กันทั่วไป แต่การเพิ่มความจำเพาะจะถูกชดเชยด้วยการสูญเสียความไวอย่างมาก ข้อเท็จจริงนี้แสดงให้เห็นว่า Karmin et al. ตัวกรอง “a + b + d” เข้มงวดเกินไป และทำให้อัตราการกลายพันธุ์ลดลงโดยเทียมเป็นค่าที่น้อยกว่าที่เป็นอยู่

ตารางที่ 3 ความไวและความจำเพาะของตัวกรอง Helgason
กรอง ความไว (% ของ เชื่อถือได้ ข้อมูลไอซ์แลนด์ถูกเก็บไว้ ความจำเพาะ (% ของ ไม่น่าเชื่อถือ ไอซ์แลนด์ ยังคงอยู่
คาร์มินและคณะ 2015 ตัวกรองค 70.7 1.4
คาร์มินและคณะ 2015 กรอง abd 58.4 0.3
ขาดทุน/กำไร -12.3 1.2

ความพยายามในการจัดลำดับโครโมโซม Y ที่ตามมาจากผู้วิจัยรายอื่นไม่ได้ใช้ Karmin et al (2015) ตัวกรอง “a + b + d” ตัวอย่างเช่น ในปัจจุบัน หนึ่งในการวิเคราะห์ประวัติศาสตร์ทางพันธุกรรมของพ่อมนุษย์ที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลกคือโครงการ 1,000 Genomes จากลำดับโครโมโซม 1,244 Y ในโครงการนี้ ต้นไม้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวกรอง 10.3Mb ที่ใช้การทำแผนที่ (Poznik et al. 2016) ไม่ใช่ตัวกรอง 8.8 Mb “a + b + d”

ผลลัพธ์เหล่านี้ช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับความหมายดั้งเดิม (เช่น อัตราการกลายพันธุ์ที่สูงกว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ที่พบ) ของผลลัพธ์การจัดลำดับความครอบคลุมสูงของ Karmin et al.

อัตราการกลายพันธุ์ที่ครอบคลุมสูงอธิบายความแตกต่างของโครโมโซม Y ใน 4,500 ปี

เราพบว่าอัตราการกลายพันธุ์จากการศึกษาที่ครอบคลุมในระดับสูงได้อธิบายความยาวกิ่งก้านของต้นโครโมโซม Y ภายในเวลาเพียงไม่กี่พันปี (รูปที่ 1) นอกจากนี้เรายังพบว่าอัตราเหล่านี้ปฏิเสธเวลากำเนิดของวิวัฒนาการในยุคแรก โฮโมเซเปียนส์ (รูปที่ 2). เพื่อความเรียบง่าย เมื่อวัดความยาวกิ่งทั้งหมด เราเริ่มต้นด้วยการนำตำแหน่งรากวิวัฒนาการทั่วไปมาใช้ ในทางกลับกัน จากผลลัพธ์ของเอกสารประกอบ (Jeanson 2019) เรายังสำรวจตำแหน่งรากทางเลือกที่ได้รับการสนับสนุนที่ดีกว่า (ดู Jeanson 2019) และเราพบว่าอัตราการกลายพันธุ์ของโครโมโซม Y ความครอบคลุมสูงอธิบายได้ทั้งหมด ยกเว้นกลุ่มแฮปโลกรุ๊ปที่ต่างกันมากที่สุด กิ่งก้านมีความยาวประมาณ 4,500 ปี (รูปที่ 3)

มะเดื่อ 1. การสะสมการกลายพันธุ์ในโครโมโซม Y ในช่วงเวลาการสร้างโลกอายุน้อย (YEC) ซึ่งเป็นรากวิวัฒนาการ อัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือดโครโมโซม Y ที่ได้รับจากการวิ่งหาลำดับความครอบคลุมสูงถูกแปลงเป็นหน่วยของการกลายพันธุ์ต่อปีและคูณด้วยมาตราเวลา YEC การคาดคะเนเหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับความยาวของกิ่งที่ได้มาจาก Karmin et al ข้อมูล (2015) ตามตำแหน่งรากของวิวัฒนาการโดยทั่วไป และการคาดคะเนเหล่านี้จับค่าความยาวของกิ่ง

มะเดื่อ 2. การสะสมการกลายพันธุ์ในโครโมโซม Y ในช่วงเวลาวิวัฒนาการ รากวิวัฒนาการ อัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือดโครโมโซม Y ที่ได้รับจากการเรียงลำดับความครอบคลุมสูงถูกแปลงเป็นหน่วยของการกลายพันธุ์ต่อปีและคูณด้วยระยะเวลาวิวัฒนาการ การคาดคะเนเหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับความยาวของกิ่งที่ได้มาจาก Karmin et al ข้อมูล (2015) ตามตำแหน่งรากวิวัฒนาการโดยทั่วไป การคาดคะเนเชิงวิวัฒนาการทำนายค่าความยาวของกิ่งมากเกินไป 8- ถึง 59 เท่า

มะเดื่อ 3. การสะสมการกลายพันธุ์ในโครโมโซม Y ในช่วงเวลาการสร้างโลกอายุน้อย (YEC) รากสำรอง อัตราการกลายพันธุ์ตามสายเลือดโครโมโซม Y ที่ได้รับจากการวิ่งหาลำดับความครอบคลุมสูงถูกแปลงเป็นหน่วยของการกลายพันธุ์ต่อปีและคูณด้วยมาตราเวลา YEC การคาดคะเนเหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับความยาวของกิ่งที่ได้มาจาก Karmin et al ข้อมูล (2015) ตามตำแหน่งรากของ Alpha (Jeanson 2019) และการคาดการณ์เหล่านี้จับทั้งหมดยกเว้นค่าความยาวสาขา A00

ผลลัพธ์หลังเหล่านี้ทำนายอัตราการกลายพันธุ์ต่อรุ่นที่สูงขึ้นสำหรับบุคคล A00 ที่แตกต่างกันมากที่สุด นอกจากนี้ เนื่องจากตำแหน่งรากเดียวกันนี้แสดงการไล่ระดับสีของความยาวกิ่ง (รูปที่ 3) รูปที่ 3 แสดงถึงการไล่ระดับสีของอัตราการกลายพันธุ์ต่อรุ่น ขึ้นอยู่กับตำแหน่งราก (เช่น แกมมา เอพิสลอน หรืออัลฟ่า—หรือ ที่ไหนสักแห่งในระหว่างเห็น Jeanson 2019) กลายเป็นสิ่งที่ถูกต้อง

ในที่สุด ผลลัพธ์เหล่านี้ได้ทำนายทางอ้อมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างประวัติศาสตร์อารยธรรมกับโครงสร้างของต้นโครโมโซม Y เนื่องจากต้นไม้สายวิวัฒนาการบันทึกการเปลี่ยนแปลงของขนาดประชากร (เช่น ดู Karmin et al. 2015) ต้นไม้โครโมโซม Y ปัจจุบันจะต้องบันทึกการเปลี่ยนแปลงในขนาดประชากรมนุษย์ที่ผ่านมาด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลลัพธ์ของเราบอกเป็นนัยว่าต้นไม้ทั้งต้นมีอายุเพียงไม่กี่พันปี ผลลัพธ์ของเราคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงขนาดประชากรล่าสุดที่ทราบ (กล่าวคือ ในช่วงสองสามพันปีที่ผ่านมา) จะถูกประทับทั่วทั้งต้นไม้ในลักษณะที่สอดคล้องกับ ต้นกำเนิดล่าสุดของต้นไม้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง รากที่ลึกกว่าของต้นไม้โครโมโซม Y ไม่ควรบันทึกการเปลี่ยนแปลงของขนาดประชากรเมื่อ 200,000 ปีก่อน แต่การเปลี่ยนแปลงของขนาดประชากรจากช่วงที่ผ่านมา (ดูเอกสารประกอบของยีนส์สัน 2019)


ตัวอย่างการกลายพันธุ์และวิธีเกิดขึ้น

เราสังเกตได้อย่างรวดเร็วและใช้ประโยชน์จากการกลายพันธุ์ของพืชบางชนิดในขณะที่บางชนิดไม่สามารถตรวจพบได้

ภาพที่ 1. การกลายพันธุ์ของสีพืชที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เครดิตรูปภาพ: ส้ม – Forest Starr และ Kim Starr, CC BY 2.0 ficus – ม่านตาสาธารณสมบัติ – Bob Gutowski CC BY-NC-SA 2.0 hibiscus – Dariusz Malinowski CC BY-NC-ND 2.0

สุขภาพและความอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับการจำลองแบบ DNA (Deoxyribonucleic Acid) ที่เชื่อถือได้และแม่นยำและการแบ่งเซลล์อย่างเป็นระเบียบ หากกระบวนการเหล่านี้ไม่น่าเชื่อถืออย่างสูง การอยู่รอดก็เป็นที่น่าสงสัย อย่างไรก็ตามมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว ผิดพลาดประการใด เหตุใดจึงเกิด และผลเป็นอย่างไร

ประการแรก สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่า DNA ส่วนใหญ่ไม่ทำอะไรเลย ดีเอ็นเอถูกจัดประเภทเป็น &ldquocoding&rdquo หรือ &ldquonon-coding.&rdquo การเข้ารหัสรหัส DNA สำหรับการผลิตเอนไซม์และโปรตีนที่จำเป็นต่อการดำเนินการตามกระบวนการที่จำเป็นสำหรับชีวิต DNA ที่ไม่เข้ารหัสนั้นคล้ายกับตัวอักษรสุ่มที่วางอยู่ด้วยกันซึ่งไม่สมเหตุสมผล จุดประสงค์ของ DNA ที่ไม่ได้เข้ารหัสจำนวนมากนั้นเป็นที่เข้าใจได้ไม่ดี แต่จาก DNA 6.5 ฟุตในแต่ละเซลล์ของมนุษย์นั้น มีเพียง 1 นิ้วเท่านั้นที่เข้ารหัส DNA ข้อผิดพลาดภายในส่วนที่ไม่เข้ารหัสนั้นไม่มีผลลัพธ์ที่ชัดเจน และนั่นเป็นทฤษฎีหนึ่งที่ว่าทำไม&mdashit มากมายอาจทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ในการปกป้องการเข้ารหัส DNA บทความก่อนหน้านี้ส่วนขยายมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกน &ldquoMutants ก็มีค่าเช่นกัน&rdquo ที่กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงของ DNA บางอย่างมีประโยชน์ บทความนี้จะกล่าวถึงวิธีการเกิดขึ้นและให้ตัวอย่างการกลายพันธุ์ของพืชที่พบเห็นได้ทั่วไป

การกลายพันธุ์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในตัวดีเอ็นเอเองหรือในกระบวนการจำลองแบบ/การแบ่งเซลล์ การเปลี่ยนแปลงภายในโมเลกุลดีเอ็นเอเรียกว่า &ldquopoint mutations&rdquo เนื่องจากเกิดขึ้นในส่วนเล็ก ๆ ของ DNA แต่อาจยังคงมีผลอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลง &ldquomeaning ของรหัส&rdquo การกลายพันธุ์ของจุดอาจเกิดจากความเสียหายจากรังสีคอสมิก สารเคมี และ ไวรัส. นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากความเครียดจากความร้อน ความเย็น การตัดแต่งกิ่งที่รุนแรง หรือข้อผิดพลาดในการจำลอง ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลำดับดีเอ็นเอ ดังนั้นจึงไม่สมเหตุสมผลอีกต่อไป ระบบทางชีววิทยาจำนวนมากเป็นระบบประเภททางเดินที่ต้องการผลิตภัณฑ์ขั้นกลางก่อนที่จะผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เอ็นไซม์ควบคุมขั้นตอนขั้นกลางเหล่านี้ และการหยุดชะงักในทุกขั้นตอนทำให้ไม่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ ดังนั้น ยิ่งมีขั้นตอนในเส้นทางมากเท่าไร ระบบก็จะยิ่งเสี่ยงมากขึ้นเท่านั้นที่จะเปลี่ยนแปลงได้

ภาพที่ 2 ต้นสนแคระที่มีกิ่งก้านกลับคืนสู่สภาพเดิมที่ไม่ใช่แคระ ภาพถ่ายโดย Ragesoss CC BY-SA 3.0

การกลายพันธุ์ของจุดส่งผลกระทบต่อหลายระบบภายในพืช ที่สะดุดตาที่สุดคือสีหรือรูปร่าง ภาพที่ 1 แสดงการกลายพันธุ์ของสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติต่างๆ การเปลี่ยนแปลงนี้อาจส่งผลต่อส่วนของดอก ผลหรือใบ หรือทั้งกิ่งก็ได้ ขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้อง การเปลี่ยนแปลงสามารถส่งต่อไปยังรุ่นต่อไปผ่านทางเมล็ดพืช นอกจากนี้ยังสามารถขยายพันธุ์ด้วยการตอนกิ่งหรือตอน การกลายพันธุ์บางอย่างอาจไม่เสถียรและส่งผลให้ส่วนต่างๆ ของพืชกลับคืนสู่สภาพเดิม (ภาพที่ 2)

การกลายพันธุ์ของจุดพืชมักพบหลังจากสภาวะแวดล้อมที่ตึงเครียด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในที่เย็น เซลล์ทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตมีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกันไม่ว่าจะอยู่ที่ใด เซลล์บางเซลล์สร้างราก ส่วนเซลล์อื่นๆ ก่อตัวเป็นดอกไม้ แม้ว่าทั้งสองเซลล์จะมีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกัน เราไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าอะไรเป็นตัวกำหนดกระบวนการนี้ อย่างไรก็ตาม เราทราบดีว่าเซลล์ที่ถูกบังคับให้ตั้งโปรแกรมใหม่เป็นฟังก์ชันอื่นมีแนวโน้มที่จะทำผิดพลาดในกระบวนการ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อพืชสัมผัสกับอุณหภูมิที่ทำลายตา เมื่อตาพืชปกติได้รับความเสียหาย พืชจะเกิดตาที่บังเอิญซึ่งเติบโตเป็นยอดใหม่ เซลล์ส่วนใหญ่จะตั้งโปรแกรมใหม่ได้สำเร็จ แต่บางเซลล์อาจแสดงการเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่ไม่มีใครสังเกตเห็นและไม่เป็นประโยชน์ แต่อาจมีการเปลี่ยนแปลงในสีหรือนิสัยการเจริญเติบโต ซึ่งเราสังเกตได้ง่ายและพบว่าน่าสนใจหรือเป็นประโยชน์

คำอธิบายเล็กน้อยเกี่ยวกับกายวิภาคและการพัฒนาของพืชอาจทำให้ลักษณะการกลายพันธุ์ชัดเจนขึ้น โครงสร้างของพืชเริ่มต้นด้วยเซลล์เดียว เซลล์หนึ่งแบ่งเพื่อสร้างสอง สองเซลล์นั้นแบ่งเพื่อสร้างสี่ จากนั้นสี่แบ่งเพื่อสร้างแปดและต่อไปเรื่อย ๆ จนกว่าโครงสร้างจะเสร็จสมบูรณ์ นั่นคือเหตุผลที่การกลายพันธุ์ทางสายตาบางส่วนปรากฏเป็นรูปทรงเรขาคณิต ดอกชบาในภาพที่ 1 ส่วนใหญ่เป็นสีขาวครึ่งและครึ่งชมพู ซึ่งบ่งชี้ว่าการเปลี่ยนสีเกิดขึ้นในระยะสองเซลล์ นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นในผลแอปเปิ้ลสีแดงครึ่งลูกครึ่งสีเหลือง

ภาพที่ 3. การกลายพันธุ์ของผลไม้ที่พบในแผนกผลิตผลในซูเปอร์มาร์เก็ต สตริปบน Gala apple (A, ซ้าย) และลูกแพร์สีแดง (A, ขวา) ความหนาของเปลือกเปลี่ยนไปบนสีส้ม (B และ C) ลูกศรระบุบริเวณเปลือกส้มที่หนาขึ้น (B และ C) ภาพถ่ายโดย Ron Goldy, MSU Extension

เพื่อเตรียมตัวสำหรับบทความนี้ ฉันได้ไปทัศนศึกษาที่ซุปเปอร์มาร์เก็ตในท้องถิ่น อย่างที่คาดไว้ ฉันพบการกลายพันธุ์ พวกมันมองเห็นได้ง่ายเมื่อคุณรู้ว่าต้องมองหาอะไร ภาพที่ 3 แสดงสิ่งที่ฉันพบ จากขนาดของการเปลี่ยนแปลง เห็นได้ชัดว่าผลไม้สีส้มทางด้านซ้ายในรูปภาพ 3B และ C มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นที่สี่เซลล์และอีกอันหนึ่งทางด้านขวาที่ระยะ 16 เซลล์ การเปลี่ยนแปลงทางสายตาเหล่านี้อาจสร้างความประหลาดใจเมื่อสังเกตพบ เนื่องจากไม่เกิดขึ้นบ่อย แต่ก็ไม่ผิดปกติเมื่อเข้าใจกระบวนการ

การกลายพันธุ์ของสีผลไม้นั้นชัดเจนที่สุด การพัฒนาสีเป็นกระบวนการทางเดินที่มีขั้นตอนกลางหลายขั้นระหว่างผลิตภัณฑ์เริ่มต้นและขั้นสุดท้าย การเปลี่ยนแปลงของสีจึงเกิดขึ้นค่อนข้างบ่อยโดยเฉพาะการเปลี่ยนสีให้น้อยลง อย่างไรก็ตาม แอปเปิ้ลสีแดงจำนวนมากได้ปรับปรุงสีจากเดิมเพราะผู้ปลูกแอปเปิ้ลพบว่ากิ่งเดี่ยวที่มีผลไม้สีสูง จากนั้นหน่อจากแขนขาเหล่านั้นจะขยายพันธุ์ไปทั่วทั้งต้นไม้

การกลายพันธุ์ทั่วไปอีกประเภทหนึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มหรือการลบโครโมโซมหรือการเพิ่มโครโมโซมทั้งชุด ซึ่งเป็นผลมาจากความผิดพลาดระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ ในระหว่างการแบ่งเซลล์ตามปกติ โครโมโซมจะเรียงกัน ทำซ้ำ จากนั้นจะถูกดึงออกจากกันและกระจายไปในเซลล์ผลลัพธ์ทั้งสองเท่าๆ กัน บางครั้งโครโมโซม &ldquolag&rdquo และถูกทิ้งไว้เบื้องหลัง ส่งผลให้มีการกระจายตัวไม่เท่ากัน&mdashone เซลล์มีมากกว่าและอีกเซลล์มีน้อยลง เซลล์เหล่านี้มักทำงานได้ไม่ดีเนื่องจากครึ่งหนึ่งไม่มีข้อมูลที่จำเป็น และจำนวนที่ไม่เท่ากันทำให้เกิดปัญหาในการจำลองแบบเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม บางครั้งโครโมโซมจะทำซ้ำและเกิดเซลล์ใหม่ ทำ ไม่ รูปร่าง. ส่งผลให้เซลล์เดิมมีชุดโครโมโซมเสริมครบชุด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ค่อนข้างคงที่เนื่องจากมีข้อมูลที่จำเป็น&mdashเพียงสองเท่า และมีโครโมโซมจำนวนเท่ากัน ทำให้การแบ่งเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ เซลล์ที่เป็นผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าโพลิพลอยด์ (poly = many ploidy = chromosomes) การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในทุกเซลล์ แต่ถ้ามันเกิดขึ้นในเซลล์ที่มีหน้าที่ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ พวกมันจะก่อตัวเป็นเซลล์ไข่และละอองเกสรซึ่งมีจำนวนโครโมโซมเป็นสองเท่า และไข่ที่เกิดและละอองเกสรจะเรียกว่า &ldquounreduced gametes&rdquo

หากละอองเรณูที่ไม่ลดลงรวมกับเซลล์ไข่ที่ไม่ได้รับการลดจากสายพันธุ์เดียวกัน เมล็ดพืชดังกล่าวก็มีศักยภาพที่จะพัฒนาเป็นพืชสายพันธุ์ใหม่ทั้งหมดได้ กระบวนการนี้ทำให้เกิดพืชอาหารขึ้นชื่อ บลูเบอร์รี่และสตรอเบอร์รี่เป็นส่วนหนึ่งของอนุกรมโพลิพลอยด์ที่มีบางส่วนเป็นดิพลอยด์ (สถานการณ์ปกติของโครโมโซมสองชุด), เตตราปลอยด์ (สี่ชุด), เฮกซะพลอยด์ (หกชุด) และอ็อคโทพลอยด์ (แปดชุด) สตรอเบอร์รี่เชิงพาณิชย์เป็นอ็อกโทพลอยด์และบลูเบอร์รี่เชิงพาณิชย์มีทั้งเตตราปอยด์หรือเฮกซาพลอยด์ tetra-, hexa- และ octoploids ทั้งหมดคิดว่าจะสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษของ diploid ที่ผ่านขั้นตอนการผลิต gamete และการผสมผสานที่ไม่ลดลง พืชโพลีพลอยด์อื่นๆ ได้แก่ ข้าวสาลี (เตตราพลอยด์หรือเฮกซาพลอยด์) ข้าวโอ๊ต (เฮกซาพลอยด์) กีวีฟรุต (เฮกซะพลอยด์) และอื่นๆ อันที่จริง 30 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของพืชทั้งหมดเป็นโพลีพลอยด์

คุณจะสังเกตเห็นทุกระดับที่กล่าวถึงเป็นเลขคู่&mdashtwo, สี่, หก, แปด ฯลฯ ไม่มีเลขคี่&mdashone, สาม, ห้า, ฯลฯ นั่นเป็นเพราะตัวเลขคี่ทำให้เรากลับไปที่ปัญหาของการกระจายโครโมโซมไม่เท่ากันระหว่างการแบ่งเซลล์ อย่างไรก็ตาม สำหรับทุกกฎย่อมมีข้อยกเว้น และมันฝรั่งมีสมาชิกที่มีโครโมโซมสอง สาม สี่และห้าชุด แต่มันฝรั่งไม่ได้อาศัยเพียงการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเพียงอย่างเดียว แต่สามารถขยายพันธุ์ผ่านเมล็ดที่ไม่อาศัยเพศได้ ชุดแปลก ๆ มีอยู่จริงหรือสามารถสร้างได้ในพืชชนิดอื่น และเราได้ใช้ประโยชน์จากพวกมันเป็นพืชอาหาร เนื่องจากในหลายกรณี การกระจายโครโมโซมที่ไม่เท่ากันนำไปสู่การไม่มีเมล็ด เช่น แตงโมและกล้วยไร้เมล็ด พืชจะเติบโต แต่มันจะไม่ให้กำเนิดลูก มันเป็นหมันและมีเมล็ดเพียงร่องรอย

การกลายพันธุ์ยังเกิดขึ้นภายในระบบของสัตว์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระบบของสัตว์มีความซับซ้อนมากขึ้น การอยู่รอดของพวกมันจึงไม่น่าเชื่อถือและไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก มีปลาโพลีพลอยด์และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำอยู่บ้าง แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโพลีพลอยด์นั้นหายากและหายากกว่าสำหรับพวกมันที่จะอยู่รอดไปจนกำเนิด


ความไม่แน่นอนทางพันธุกรรม

เหมยหยุน กั๋ว , . คริสโตเฟอร์ เอ. แม็กซ์เวลล์ , in Encyclopedia of Cancer (Third Edition) , 2019

ความไม่แน่นอนของโครโมโซมและโครโมไทรป์

ความไม่แน่นอนของโครโมโซมเป็นที่แพร่หลายอย่างมากในมะเร็งในมนุษย์ โดยประมาณ 90% ของเนื้องอกแสดงความผิดปกติของโครโมโซม ความไม่เสถียรของโครโมโซมถูกกำหนดให้เป็นอัตราที่เพิ่มขึ้นของการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างหรือจำนวนของส่วนของโครโมโซมหรือโครโมโซมทั้งหมด ซึ่งรวมถึงการขยาย การลบ การสูญเสียเฮเทอโรไซโกซิตี การโยกย้าย การแทรก การผกผัน และการลบโฮโมไซกัส ผลที่ตามมาของความไม่คงตัวของโครโมโซมสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรุนแรงจากการเปลี่ยนแปลงในวงกว้างที่อาจส่งผลต่อการแสดงออกของผลิตภัณฑ์ยีนหลายพันชนิด และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ของเซลล์มะเร็งได้อย่างมากซึ่งทำให้สามารถลุกลามหรือทำให้เกิดการดื้อยาหลายขนานได้ ดังนั้น กลไกระดับเซลล์จำนวนมากจึงทุ่มเทเพื่อรักษาความเสถียรของโครโมโซม รวมถึงเส้นทางการซ่อมแซมดีเอ็นเอ การควบคุมเทโลเมียร์ และจุดตรวจเพื่อให้แน่ใจว่ามีการประกอบแกนไมโทติกและการแยกโครโมโซม

Chromothripsis เป็นปรากฏการณ์ความไม่แน่นอนของโครโมโซมซึ่งมีการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมหลายร้อยรายการในเหตุการณ์หนึ่งในบริเวณที่มีการแปลของโครโมโซมหนึ่งหรือสองสามโครโมโซม ( รูปที่ 2 ) การวิเคราะห์เซลล์มะเร็ง 746 สายพันธุ์พบว่ามากกว่า 2%–3% ของมะเร็งแสดงการจัดเรียงจีโนมขนาดใหญ่บนโครโมโซมเดียว มีการเสนอว่าการจัดเรียงใหม่ครั้งใหญ่เกิดขึ้นจากเหตุการณ์การกระจายตัวของโครโมโซมเดียว ตามด้วยการซ่อมแซม DNA ที่ผิดพลาดซึ่งรวมชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน การวิเคราะห์ลำดับดีเอ็นเอของผู้ป่วยมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟซิติกเรื้อรังเผยให้เห็นลักษณะบางอย่างของโครโมไทรพ์ ประการแรก chromothripsis เกิดขึ้นที่ตำแหน่งเฉพาะของจีโนมในขณะที่เหตุการณ์การจัดเรียงใหม่ที่แสดงถึงความไม่แน่นอนทางพันธุกรรมแบบธรรมดาจะถือว่าเกิดขึ้นแบบสุ่มทั่วทั้งจีโนม ประการที่สอง หมายเลขสำเนาในหลายภูมิภาคในโครโมโซมแต่ละตัวจะเปลี่ยนแปลงไประหว่างหนึ่งหรือสองสำเนา และบริเวณที่มีสำเนาเพียงชุดเดียวไม่ได้สร้างขึ้นเพียงแค่การลบ แต่ผ่านการจัดเรียงใหม่ ประการที่สาม เบรกพอยต์ที่แขนโครโมโซมถูกจัดกลุ่มเพื่อให้มีการจัดเรียงใหม่หลายครั้งภายในพื้นที่แคบ และชิ้นส่วนของโครโมโซมที่เชื่อมต่อที่เบรกพอยต์นั้นเดิมอยู่ห่างไกลจากกัน เนื่องจากตำแหน่งของเบรกพอยต์ถูกจัดกลุ่ม จึงมีความเป็นไปได้ที่โครโมไทรซิสเกิดขึ้นระหว่างการควบแน่นของโครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับไมโทซิส การเกิด chromothripsis นั้นสูงเป็นพิเศษในมะเร็งกระดูก แต่กระบวนการนี้ไม่ได้จำกัดเฉพาะเนื้องอกชนิดย่อยที่เฉพาะเจาะจง

มะเดื่อ 2 . Chromothripsis นำไปสู่ความไม่แน่นอนของโครโมโซมและมักพบในเซลล์เนื้องอกที่ก้าวร้าว มีการดูถูกหลายครั้งที่สามารถกระตุ้นโครโมไทรซิสได้ รวมถึงการแผ่รังสีไอออไนซ์ที่กระทำต่อโครโมโซมควบแน่น การหลอมรวมของโครโมโซมแบบ end-to-end ที่เกิดจากเทโลเมียร์สั้นลงซึ่งนำไปสู่การแตกเกลียวคู่ อะพอพโทซิสที่ล้มเหลว การบดของโครโมโซมในไมโครนิวเคลียส และการควบแน่นของโครโมโซมที่ เกิดขึ้นในเฟส S การดูหมิ่นเหล่านี้อาจทำให้เกิดเหตุการณ์หายนะเพียงครั้งเดียวซึ่งทำให้ส่วนต่างๆ ของโครโมโซมแตกเป็นเสี่ยง ในระหว่างการซ่อมแซม DNA ที่ตามมา ชิ้นส่วนโครโมโซมบางส่วนจะสูญหายไปและบางส่วนได้รับการจัดเรียงใหม่


สิ่งใหม่ ๆ

ในขณะที่ WHO เน้นย้ำถึงความคล้ายคลึงกันระหว่าง B.1.1.7 กับ SARS-CoV-2 สายพันธุ์อื่นๆ รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ให้ความสำคัญกับสิ่งใหม่ๆ ที่นี่เป็นที่ที่มีการระบุสายพันธุ์ครั้งแรก และคนส่วนใหญ่ที่ติดเชื้อนั้นอยู่ในสหราชอาณาจักร

รายละเอียดเกี่ยวกับสายพันธุ์ใหม่นั้นชัดเจนเนื่องจากการเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่องในสหราชอาณาจักร ซึ่งนักวิจัยสุ่มลำดับจีโนมของตัวอย่างไวรัสหลายพันตัวอย่างทุกเดือน ตลอดช่วงที่มีการระบาดใหญ่ เชื้อ SARS-CoV-2 ที่หมุนเวียนอยู่ทั่วไปมักจะมีการกลายพันธุ์เฉลี่ยหนึ่งหรือสองครั้งต่อเดือน ดังนั้นการเฝ้าระวังในระดับนี้จึงเพียงพอที่จะติดตามต้นกำเนิดและการแพร่กระจายของสายพันธุ์ใหม่ แต่ B.1.1.7 ซึ่งพบครั้งแรกในตัวอย่างที่ได้รับเมื่อปลายเดือนกันยายน ไม่มีอะไรที่เหมือนกับการสะสมการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปที่เราเคยเห็นมาก่อน มีความแตกต่าง 17 ประการระหว่างมันกับสายพันธุ์ที่ทราบกันอย่างใกล้ชิดที่สุด ทำให้ B.1.1.7 แตกแขนงออกไปเองบนแผนภูมิต้นไม้ตระกูล coronavirus

ว่า "ด้วยตัวของมันเอง" เป็นความอยากรู้อยากเห็นมากกว่าความกังวล สิ่งที่ดึงดูดความสนใจของผู้คนคือความสัมพันธ์ เพื่อตอบสนองต่อกระแสการติดเชื้อในฤดูหนาวทั่วยุโรป สหราชอาณาจักรได้เริ่มต้นข้อจำกัดทางสังคมชุดใหม่ที่มีจุดประสงค์เพื่อลดระดับการติดเชื้อกลับคืนมา และในประเทศส่วนใหญ่ ข้อจำกัดเหล่านั้นก็เป็นไปตามที่ตั้งใจไว้ แต่ไม่ใช่ทางตะวันออกเฉียงใต้และตะวันออกของสหราชอาณาจักร และเป็นบริเวณที่มีระดับของสายพันธุ์ B.1.1.7 สูงที่สุดอย่างแม่นยำ ในเขตหนึ่ง บี.1.1.7 คิดเป็นมากกว่าร้อยละ 20 ของการติดเชื้อใหม่ทั้งหมดภายในกลางเดือนธันวาคม และจำนวนนั้นก็เพิ่มขึ้นตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

นั่นไม่ใช่หลักฐานที่แน่ชัดว่าสายพันธุ์ B.1.1.7 มีข้อได้เปรียบใดๆ การระบาดใหญ่ของ COVID-19 ถูกทำเครื่องหมายด้วยกิจกรรม "superspreader" และกลุ่มสังคมจำนวนมากที่ละเมิดมาตรการด้านสาธารณสุข การรวมกันนี้สามารถทำให้เกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วของสายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเพื่อหมุนเวียนภายในกลุ่มเหล่านี้ในช่วงเวลาที่เหมาะสม แต่ในสุดสัปดาห์นี้ B.1.1.7 มีผู้ป่วยรายใหม่ประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ในลอนดอน ทำให้เจ้าหน้าที่ของรัฐที่นั่นอ้างว่าความเครียดสามารถแพร่กระจายเร็วขึ้น

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ทราบสิ่งนี้อย่างแน่นอน เราจะต้องสร้างการกลายพันธุ์ที่พบใน B.1.1.7 ให้เป็นสายพันธุ์ในห้องปฏิบัติการ แล้วทดสอบการแพร่เชื้อของมัน ในระหว่างนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบการกลายพันธุ์ของไวรัสสายพันธุ์ใหม่ และคาดเดาว่าชนิดใดที่สามารถเพิ่มการติดเชื้อหรือเปลี่ยนแปลงเส้นทางของการติดเชื้อได้


อ้างอิง

ใคร. รายงานสถานการณ์โรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) - 172. รายงานสถานการณ์โรคโคโรนาไวรัส (COVID-2019) (2020).

Shu, Y. & McCauley, J. GISAID: ความคิดริเริ่มระดับโลกในการแบ่งปันข้อมูลไข้หวัดใหญ่ทั้งหมด – จากวิสัยทัศน์สู่ความเป็นจริง Eurosurveillance 22, 30494 (2017).

Sevajol, M. , Subissi, L. , Decroly, E. , Canard, B. & Imbert, I. ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสังเคราะห์ RNA การกำหนดสูงสุด และกลไกการพิสูจน์อักษรของ SARS-coronavirus ความละเอียดของไวรัส 194, 90–99 (2014).

Ferron, F. และคณะ Structural and molecular basis of mismatch correction and ribavirin excision from coronavirus RNA. Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 115, E162–E171 (2018).

Wu, F. et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. ธรรมชาติ 579, 265–269 (2020).

Wang, R., Hozumi, Y., Yin, C. & Wei, G.-W. Decoding SARS-CoV-2 Transmission and Evolution and Ramifications for COVID-19 Diagnosis, Vaccine, and Medicine. J. Chem. Inf. แบบอย่าง. 60, 5853–5865 (2020).

Mercatelli, D. & Giorgi, F. M. Geographic and genomic distribution of SARS-CoV-2 mutations ด้านหน้า. ไมโครไบโอล 11, 1800 (2020).

Mousavizadeh, L. & Ghasemi, S. Genotype and phenotype of COVID-19: Their roles in pathogenesis. เจ. ไมโครไบโอล. อิมมูนอล ติดเชื้อ https://doi.org/10.1016/j.jmii.2020.03.022 (2020).

Yin, C. Genotyping coronavirus SARS-CoV-2: methods and implications. Genomics 112, 3588–3596 (2020).

Wang, R., Hozumi, Y., Yin, C. & Wei, G.-W. Decoding Asymptomatic COVID-19 Infection and Transmission. เจ. ฟิสิกส์. เคมี. เลตต์. 11, 10007–10015 (2020).

Estrada, E. Topological analysis of SARS-CoV-2 main protease. ความวุ่นวาย 30, 061102 (2020).

Korber, B. et al. Tracking changes in SARS-CoV-2 Spike: evidence that D614G increases infectivity of the COVID-19 virus. เซลล์ 182, 812–827.e19 (2020).

Pachetti, M. et al. Emerging SARS-CoV-2 mutation hot spots include a novel RNA-dependent-RNA polymerase variant. J. Transl. เมดิ. 18, 1–9 (2020).

Sarkar, J. & Guha, R. Infectivity, virulence, pathogenicity, host-pathogen interactions of SARS and SARS-CoV-2 in experimental animals: a systematic review. สัตวแพทย์ ความละเอียด คอมมูนิตี้ 44, 101–110 (2020).

He, J., Tao, H., Yan, Y., Huang, S.-Y. & Xiao, Y. Molecular mechanism of evolution and human infection with SARS-CoV-2. ไวรัส 12, 428 (2020).

Yao, H. et al. Molecular architecture of the sars-cov-2 virus. เซลล์ 183, 730–738.e13 (2020).

Glowacka, I. et al. Evidence that TMPRSS2 activates the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein for membrane fusion and reduces viral control by the humoral immune response. เจ. วิโรล. 85, 4122–4134 (2011).

Hoffmann, M. et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. เซลล์ 181, 271–280.e8 (2020).

Li, W. และคณะ Bats are natural reservoirs of SARS-like coronaviruses. ศาสตร์ 310, 676–679 (2005).

Qu, X.-X. และคณะ Identification of two critical amino acid residues of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein for its variation in zoonotic tropism transition via a double substitution strategy. เจ. ไบโอล. เคมี. 280, 29588–29595 (2005).

Song, G. & Li, Y. Cross-layer optimization for OFDM wireless networks-part I: theoretical framework. IEEE ทรานส์ Wirel. คอมมูนิตี้ 4, 614–624 (2005).

Walls, A. C. et al. Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. เซลล์ 181, 281–292.e6 (2020).

Stewart, A. D., Logsdon, J. M. & Kelley, S. E. An empirical study of the evolution of virulence under both horizontal and vertical transmission. วิวัฒนาการ 59, 730–739 (2005).

Williams, P. D. & Day, T. Interactions between sources of mortality and the evolution of parasite virulence. Proc. อาร์ ซอค ลอนดอน. เซอร์ บี ไบโอล. วิทย์. 268, 2331–2337 (2001).

Nguyen, D. D., Xia, K. & Wei, G.-W. Generalized flexibility-rigidity index. J. Chem. Phys. 144, 234106 (2016).

Xia, K., Opron, K. & Wei, G.-W. Multiscale multiphysics and multidomain models-Flexibility and rigidity. J. Chem. Phys. 139, 11B614_1 (2013).

Cang, Z. & Wei, G.-W. Analysis and prediction of protein folding energy changes upon mutation by element specific persistent homology. ชีวสารสนเทศศาสตร์ 33, 3549–3557 (2017).

Wang, M., Cang, Z. & Wei, G.-W. A topology-based network tree for the prediction of protein-protein binding affinity changes following mutation. แนท. มัค Intell. 2, 116–123 (2020).

Friedman, J. H. Greedy function approximation: a gradient boosting machine. แอน. Statist. 29, 1189–1232 (2001).

Carlsson, G. Topology and data. Bull. เป็น. คณิตศาสตร์. ซ. 46, 255–308 (2009).

Estrada, E. & Rodriguez-Velazquez, J. A. Subgraph centrality in complex networks. Phys. Rev. E 71, 056103 (2005).

Bishop, K. N., Holmes, R. K., Sheehy, A. M. & Malim, M. H. APOBEC-mediated editing of viral RNA. ศาสตร์ 305, 645–645 (2004).

Li, T. et al. siRNA targeting the leader sequence of SARS-CoV inhibits virus replication. ยีน เธอ. 12, 751–761 (2005).

Rangan, R. et al. Rna genome conservation and secondary structure in SARS-CoV-2 and SARS-related viruses: a first look. RNA 26, 937–959 (2020).

Lee, N. et al. A major outbreak of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. น. อังกฤษ. เจ เมด 348, 1986–1994 (2003).

Zhou, P. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. ธรรมชาติ 579, 270–273 (2020).

Hu, D. et al. Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerg. ไมโครบ. ติดเชื้อ 7, 1–10 (2018).

Drexler, J. F. et al. Genomic characterization of severe acute respiratory syndrome-related coronavirus in European bats and classification of coronaviruses based on partial RNA-dependent RNA polymerase gene sequences. เจ. วิโรล. 84, 11336–11349 (2010).

DeLano, W. L. et al. Pymol: an open-source molecular graphics tool. CCP4 Newsl. Protein Crystallogr. 40, 82–92 (2002).

Gao, Y. และคณะ Structure of the RNA-dependent RNA polymerase from COVID-19 virus. ศาสตร์ 368, 779–782 (2020).

Yurkovetskiy, L. et al. Structural and functional analysis of the D614G SARS-CoV-2 spike protein variant. เซลล์ 183, 739–751.e8 (2020).

Yurkovetskiy, L. et al. SARS-CoV-2 Spike protein variant D614G increases infectivity and retains sensitivity to antibodies that target the receptor binding domain. bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.07.04.187757 (2020).

A. Brufsky. Distinct viral clades of SARS-CoV-2: Implications for Modeling of Viral Spread. เจ เมด ไวโรล 92, 1386–1390 (2020).

Omasits, U., Ahrens, C. H., Müller, S. & Wollscheid, B. Protter: interactive protein feature visualization and integration with experimental proteomic data. ชีวสารสนเทศศาสตร์ 30, 884–886 (2014).

Ren, Y. et al. The ORF3a protein of SARS-CoV-2 induces apoptosis in cells. เซลล์. มล. อิมมูนอล 17, 881–883 (2020).

Hassan, S. S., Choudhury, P. P., Basu, P. & Jana, S. S. Molecular conservation and differential mutation on ORF3a gene in Indian SARS-CoV2 genomes. Genomics 112, 3226–3237 (2020).

Shah, A. Novel coronavirus-induced NLRP3 inflammasome activation: a potential drug target in the treatment of COVID-19. ด้านหน้า. อิมมูนอล 11, 1021 (2020).

Cornillez-Ty, C. T., Liao, L., Yates, J. R., Kuhn, P. & Buchmeier, M. J. Severe acute respiratory syndrome coronavirus nonstructural protein 2 interacts with a host protein complex involved in mitochondrial biogenesis and intracellular signaling. เจ. วิโรล. 83, 10314–10318 (2009).

Adedeji, A. O. et al. Mechanism of nucleic acid unwinding by SARS-CoV helicase. PLOS ONE 7, e36521 (2012).

Yuen, C.-K. และคณะ SARS-CoV-2 nsp13, nsp14, nsp15 and orf6 function as potent interferon antagonists. Emerg. จุลินทรีย์ติดเชื้อ 9, 1418–1428 (2020).

Knoops, K. et al. SARS-coronavirus replication is supported by a reticulovesicular network of modified endoplasmic reticulum. ป.ล. 6, e226 (2008).

เติ้ง, X. et al. Genomic surveillance reveals multiple introductions of SARS-CoV-2 into northern california. ศาสตร์ 369, 582–587 (2020).

Ni, L. et al. Detection of SARS-CoV-2-specific humoral and cellular immunity in COVID-19 convalescent individuals. ภูมิคุ้มกัน 52, 971–977.e3 (2020).

Zhang, Y. และคณะ The ORF8 protein of SARS-CoV-2 mediates immune evasion through potently downregulating MHC-I. bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.24.111823 (2020).

Zeng, W. et al. Biochemical characterization of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein. ไบโอเคมี. ชีวฟิสิกส์ ความละเอียด คอมมูนิตี้ 527, 618–623 (2020).

Korber, B. et al. Spike mutation pipeline reveals the emergence of a more transmissible form of SARS-CoV-2. bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.04.29.069054 (2020).

Zhang, L. et al. SARS-CoV-2 spike-protein D614G mutation increases virion spike density and infectivity. แนท. คอมมูน. 11, 6013 (2020).

Chen, J., Wang, R., Wang, M. & Wei, G.-W. Mutations strengthened SARS-CoV-2 infectivity. เจ โมล. ไบโอล. 432, 5212–5226 (2020).

Sievers, F. & Higgins, D. G. Clustal omega. สกุลเงิน โพรโทค ชีวสารสนเทศศาสตร์ 48, 3–13 (2014).

Benson, D. A., Karsch-Mizrachi, I., Lipman, D. J., Ostell, J. & Sayers, E. W. GenBank. กรดนิวคลีอิก 37, D26–D31 (2009).

Yang, J. et al. The I-TASSER Suite: protein structure and function prediction. แนท. วิธีการ 12, 7–8 (2015).

Levandowsky, M. & Winter, D. Distance between sets. ธรรมชาติ 234, 34–35 (1971).

Jankauskaitė, J., Jiménez-García, B., Dapkūnas, J., Fernández-Recio, J. & Moal, I. H. SKEMPI 2.0: an updated benchmark of changes in protein-protein binding energy, kinetics and thermodynamics upon mutation. ชีวสารสนเทศศาสตร์ 35, 462–469 (2019).

Dehouck, Y. et al. Fast and accurate predictions of protein stability changes upon mutations using statistical potentials and neural networks: PoPMuSiC-2.0. ชีวสารสนเทศศาสตร์ 25, 2537–2543 (2009).


Genetic Testing for ALS

If there is more than one person with ALS and/or frontotemporal dementia in your family or someone was diagnosed at a younger age (such as age 45), you may want to meet with a genetic counselor. Meeting with a genetic counselor involves taking a detailed medical and family history, evaluating risks, and discussing the impact of genetic testing.

A genetic counselor can help you work through the pros and cons of genetic testing based on your concerns and values. Genetic counseling does not always lead to genetic testing.

For more information about genetic counseling or how to find a counselor in your area, please visit www.nsgc.org.

Genetic testing can help determine the cause of Familial ALS in a family. Testing is most useful in a person who has been diagnosed with ALS. About 60-70 percent of individuals with Familial ALS will have a positive genetic test result (meaning a mutation has been identified).

Those families with Familial ALS where a mutation is not identified may have ALS caused by a gene or genes that have not yet been discovered. Not having an identified genetic mutation does not eliminate a Familial ALS diagnosis and other family members may still be at risk for developing ALS.

If a mutation has been identified, biological family members who don’t have symptoms can be tested to see if they inherited the genetic mutation this is called predictive testing. Some medical centers may require a neurological exam, psychological assessment and counseling before predictive testing.

If a person in the family with ALS has a negative genetic test result (no identified genetic mutation), testing family members without a diagnosis of ALS will not provide more information. If no one in the family with ALS is available for genetic testing, a negative test result in an unaffected person cannot be interpreted.

Genetic testing usually involves taking blood or saliva samples. Because this testing needs to be ordered by a health care professional, the sample is usually taken in the doctor’s office or in a lab associated with the doctor’s office. Results can take anywhere from a few weeks to a few months depending on the type of testing ordered. Results should be communicated by the genetic counselor or doctor who ordered the test. This is often done in person at a follow-up appointment or sometimes by telephone.

Because Familial ALS is usually an adult-onset condition, genetic testing of children under age 18 is not recommended.

Genetic testing protocols may differ among clinics. Some clinics may offer testing for different genes, and focus on testing specific patients or people in a family. Other testing may be offered on a research basis only. Test results are not always straightforward. There are some genetic changes that scientists do not understand yet so results can be difficult to interpret.

Genetic testing is a personal choice. Some people with ALS want genetic testing to better understand why they got the disease and help other family members. Some unaffected people want to know if they are at risk for ALS, while others would prefer not to know. Consultation with a genetic counselor can help you decide if testing is the right decision for you.

Some reasons people at-risk for Familial ALS decide to have testing include: getting more information to help make life decisions, allowing time to adjust to the fact they will likely get ALS, reducing anxiety, to help guide reproductive decisions and to provide information for the next generation.

Some reasons people at-risk for Familial ALS decline genetic testing include: the desire to avoid worry about getting ALS, knowing there is currently no cure, and avoiding guilt about passing it on to children or testing negative when others in the family test positive.

Genetic testing may:

  • Explain if there is a genetic cause of ALS in the family.
  • Allow other family members to have testing to see if they carry the genetic mutation.
  • Allow couples planning on having children to pursue prenatal testing.

Genetic testing does not:

  • Currently change medical treatment.
  • Diagnose ALS in people without symptoms.
  • Tell a person without symptoms when they may start showing symptoms or what their progression will be.

DNA banking is a valuable option for people with ALS who do not currently have an identifiable genetic mutation. DNA banking means storing a person’s blood so that it is available for future testing. For more information, you can consult a genetic counselor.

Concerns about Genetic Testing

Genetic testing for all of the currently known Familial ALS genes can cost from about $1600 to $5000. Genetic testing for one gene usually costs $500 - $1500. When the genetic mutation in a family is already known, the cost to test for the familial mutation is usually around $400. Genetic testing is not always covered by insurance. Check with your insurance company about any out of pocket expense prior to testing.


ดูวิดีโอ: Tsarens recept för vintern: rosa tomater med röda vinbär (มิถุนายน 2022).