同义基因改变:一点也不“沉默”

所谓的“沉默”或“同义”基因改变不会导致蛋白质的改变。但它们仍能影响细胞的许多功能，从而也影响疾病进程。来自德国癌症协会、德国癌症研究中心和弗莱堡大学的科学家们现在已经创建了一个全面的数据库，其中包含了迄今为止在癌症中发现的所有同义突变。这是一本“参考书”，它为癌症研究人员提供了这些所谓的“无声”突变的所有可用信息。研究人员以一个重要的致癌基因为例，展示了同义突变如何影响这个癌症驱动因子的功能。

癌症是由遗传物质的变化引起的。作为一个规则，基因驱动癌症生长(致癌基因)或抵消癌症的发展(肿瘤抑制基因)受到影响。在过去几十年的无数研究中，癌症研究人员分析了哪种突变在哪种癌症中起着何种作用。然而，他们主要关注的是导致蛋白质氨基酸序列改变的突变。

Sven Diederichs的部门隶属于德国癌症研究中心(DKFZ)、弗莱堡大学和德国癌症协会(DKTK)，他解释说:“很大一部分基因改变根本不会影响氨基酸序列。”这是因为大多数氨基酸的遗传密码在它们最后的第三个DNA构建块中有几个不同的“字”。如果一个突变影响了这个组成部分，氨基酸序列不会发生任何变化，由此产生的蛋白质也不会发生任何变化。在过去，这被称为“沉默”突变，但现在更可能是“同义”突变。

“今天，我们知道同义突变在许多疾病中发挥作用，例如，可以影响癌症对治疗的反应。尽管如此，它们对癌症发展的重要性决不像蛋白质变化突变那样被人们所了解。”Diederichs说。同义突变可以以多种方式干预重要的细胞过程:它们影响RNA的稳定性、其三维折叠结构或RNA转化为蛋白质的效率。

Diederichs和他来自海德堡和弗莱堡的同事们现在已经创建了一个广泛的数据库，其中包含了在癌症基因组中发现的所有同义突变，并将它们与全面的附加信息相结合:受影响的基因的功能是什么，在基因的哪个位置发生了突变?到目前为止，在哪些癌症中发现了这种突变?发现的频率是多少?

SynMIC数据库包含总共659,194个条目，涉及88种不同类型的癌症。Diederichs说:“同事们可以把它作为一本参考书，以获得有关他们正在治疗的癌症中发生的同义突变的简单而全面的信息。”

Diederichs和他的研究团队以重要的致癌基因KRAS为例，详细展示了癌症患者中实际发现的同义突变是如何影响RNA结构和蛋白质生成的。

据估计，影响单个DNA构建块的所有致癌突变中有8%是同义突变。此前，研究人员假设这些所谓的“沉默”突变在癌症中不受选择压力的影响。但是它们应该或多或少是随机分布在基因组上的——正如近几十年来对癌症基因组的详细解码所显示的那样，事实并非如此。

Diederichs和他的同事们现在发现了另一个强烈反对随机假设的论点:特别是在所有编码蛋白质的基因片段的开始部分，他们绘制的突变——蛋白质变化和同义突变——比以后的过程要少得多基因。“这表明，这一区域的任何突变都对细胞有更强的影响。然后，选择压力可以阻止突变细胞显示自己的能力，”Diederichs说。”,这选择压力那么同义词显然也存在吗突变。

---

---