纽约大学Grossman医学院的科学家们近日在《Nature》杂志上发表了一项重要研究，他们介绍了一种名为HiDEF-seq（发夹双重增强保真测序技术）的新型测序方法，这项技术能够以前所未有的准确度检测DNA代码中早期发生的分子改变，即在DNA双链中的一条链发生突变之前。

 

研究人员表示，HiDEF-seq技术对于理解健康细胞和癌细胞中突变产生的根本原因至关重要，并且可以帮助我们认识随着年龄增长，人体细胞中遗传突变如何自然积累。这项研究为理解DNA突变的最早期阶段提供了新的视角。

 

DNA由两条链组成，每条链都由腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）这四种碱基组成。在正常情况下，这些碱基以特定的方式配对（A与T，C与G），确保DNA代码能够准确复制并传递给下一代细胞。然而，突变是DNA代码中发生的改变，如C-G碱基对可能突变为A-T。

 

大多数突变起源于DNA双链中的单链变化，但此前的检测技术无法准确识别这些变化。HiDEF-seq技术以其高精确度在检测这些变化方面取得了突破，每分析100万亿个碱基对时仅会产生一个错误。更重要的是，该技术能在DNA单链变化转变为永久性的双链突变之前检测到这些变化。

 

纽约大学的Gilad Evrony博士指出，HiDEF-seq技术使我们能够观察到DNA分子改变的最早期迹象。研究团队首先分析了患有聚合酶校对相关息肉病（PPAP）和先天性错配修复缺陷（CMMRD）这两种遗传性疾病的患者的健康细胞。这些疾病与结直肠癌和其他癌症的风险增加有关，并且患者的细胞突变率高于无癌症易感性的个体。

 

通过HiDEF-seq技术，研究人员发现这些患者细胞中的单链DNA变化数量更多，如T与C的错配取代了正常的G与C配对。此外，这些单链变化的模式与两种综合征患者细胞中已知的单链DNA突变模式相似。研究还进一步揭示了人类精子中单链DNA的化学损伤模式，这可能与环境中诱导的DNA损伤过程相似。

 

Evrony博士表示，HiDEF-seq技术为理解DNA损伤和突变背后的分子机制奠定了基础。随着细胞分裂和繁殖，DNA中的单链变化不断发生，尽管大多数变化能够被修复机制纠正，但仍有部分变化可能发展为突变。研究团队计划利用HiDEF-seq技术构建单链DNA错配和损伤的全面数据库，这有助于解释已知的单链突变模式。

 

未来，研究人员希望将HiDEF-seq技术获得的单链DNA损伤图谱与产生的双链突变相结合，以更好地理解并监测环境暴露对DNA的日常影响。遗传学家估计，每个人类细胞中大约有120亿个碱基可能受到损伤或错配，因为遗传代码有两个拷贝。HiDEF-seq技术将为我们提供更多关于这些变化的信息，并可能引领癌症治疗和预防的新方向。