Eine neue Studie wirft Licht auf De-novo-Mutationen (DNMs) – genetische Veränderungen, die in einem Individuum vorhanden sind, aber bei seinen Eltern fehlen. Diese Mutationen sind entscheidend für das Verständnis der Krankheitsentwicklung und evolutionärer Prozesse. Forscher haben die Einschränkungen früherer Studien durch den Einsatz fortschrittlicher Sequenzierungstechnologien und einer vollständigeren Referenz des menschlichen Genoms überwunden.
Die Studie konzentrierte sich auf eine vier Generationen umfassende Familie (CEPH 1463), die in der Genetik ausführlich untersucht wurde. Fünf Sequenzierungstechnologien wurden auf die Genome von 28 Familienmitgliedern angewendet. Ziel war es, Einzelnukleotidvarianten (SNVs), Insertionen und Deletionen (Indels) sowie strukturelle Varianten in der DNA aus Blutproben zu identifizieren.
Forscher griffen auf 260 Millionen weitere Basenpaare des Genoms zu als in früheren Studien. Die geschätzte Übertragungsrate beträgt 98-206 DNMs pro Generation, was höher ist als frühere Schätzungen. „Etwa 16 % der DNMs waren postzygotisch, und während Keimbahn-DNMs zu 81,4 % väterlichen Ursprungs waren, zeigen postzygotische DNMs keine elterliche Ursprungsneigung.“
Die Studie ergab, dass die DNM-Raten je nach Wiederholungsgehalt der Region variieren. „Insgesamt trägt die elterliche Keimbahn 1,17 × 10 SNVs pro Basenpaar pro Generation bei, wobei sich diese Rate in Zentromer-Wiederholungen fast verdreifacht und in wiederholten Sequenzen, die als segmentale Duplikationen bezeichnet werden, fast verdoppelt.“ Hohe Mutationsraten wurden auch in Heterochromatin- und Tandem-Repeat-Regionen beobachtet.
Forscher identifizierten 32 Stellen mit wiederkehrenden Mutationen in der Familie. Sie assemblieren 288 vollständige Zentromere und validierten 18 De-novo-Strukturvarianten aus 150 Übertragungsereignissen. Die Forschung liefert wertvolle Daten zur Humangenomik und zur generationsübergreifenden Übertragung genetischer Variationen, selbst in komplexen Genombereichen.