根據(jù)2012年3月8日在線發(fā)表在《科學(xué)》期刊上的一篇研究論文，一種新鑒定出的DNA類型---小型環(huán)狀非重復(fù)性序列---可能在小鼠和人類的體細(xì)胞中廣泛分布。這些染色體外的小片段DNA被稱作microDNA，可能是染色體微缺失(microdeletion)的副產(chǎn)物，這就意味著全身的細(xì)胞可能擁有它們自己的一群從染色體上丟失的DNA片段。

一些科學(xué)家覺得這項研究很有趣。大多數(shù)DNA研究使用從血液中提取的細(xì)胞，但是這樣得到的一個人基因組序列可能并不能給出完整全貌，這是因為其他器官中的細(xì)胞有它們自己的一套丟失的染色體小片段。

但是也有一些科學(xué)家對這項研究并不感到吃驚。染色體外DNA(extrachromosomal DNA)是一種在從植物到人類的細(xì)胞中得到很好研究的現(xiàn)象。這項研究只不過是對一種以前被稱作小型多分散DNA(small polydispersed DNA)的老現(xiàn)象重新命名罷了。小型環(huán)狀DNA以前已被鑒定出，只不過新高通量技術(shù)允許人們“更加深入地描述”這些染色體外DNA小片段。

美國弗吉尼亞大學(xué)研究DNA復(fù)制的Anindya Dutta和他的同事們旨在研究小鼠大腦組織---在那里同源序列發(fā)生重組能夠產(chǎn)生額外的DNA環(huán)---中基因的染色體內(nèi)改組(intrachromosomal shuffling)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種DNA環(huán)的廣泛分布性質(zhì)、長度和序列令他們大吃一驚。

在純化小鼠大腦組織樣品中細(xì)胞核DNA之后，研究人員靶向并消化這種線性DNA，只留下環(huán)形DNA片段。在富集這些環(huán)形DNA并對它們進(jìn)行測序之后，研究人員發(fā)現(xiàn)這些DNA環(huán)往往較短，大多數(shù)長200至400堿基對，以及很少存在非重復(fù)性序列。Dutta聲稱這使得它們與人們以前描述過的染色體外環(huán)---比如小型多分散DNA，它們經(jīng)常富含重復(fù)序列---相區(qū)別開來。他們也在其他小鼠組織和人細(xì)胞系中重復(fù)了這項實驗。

當(dāng)回頭去研究他們早前丟棄的線性DNA時，Dutta領(lǐng)導(dǎo)的研究小組能夠?qū)icroDNA與線性DNA特定位點相關(guān)聯(lián)起來，而且這些位點也是微缺失發(fā)生的地方，這就暗示microDNA是從基因組中切割下來的，并形成獨立的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。如果確實如此的話，這就意味著體細(xì)胞組織要比人們之前想象中的情形表現(xiàn)出更加高和更加廣泛的嵌合程度，即特定組織內(nèi)不同細(xì)胞的基因組DNA并不總是完全匹配的。

這種現(xiàn)象可能解釋著人們在鑒定導(dǎo)致疾病的等位基因時存在的困難。比如，如果一些大腦細(xì)胞中發(fā)生的染色體微缺失破壞一個基因并導(dǎo)致認(rèn)知減退，那么對病人血液所有細(xì)胞進(jìn)行深入測序并不總是能夠鑒定出致病基因。

盡管人們不清楚是什么過程導(dǎo)致microDNA形成，但是它們最可能是在DNA復(fù)制或修復(fù)期間產(chǎn)生的。除此之外，研究人員還確定microDNA富含胞嘧啶和鳥嘌呤，且往往是在5'-非翻譯區(qū)、外顯子和CpG島中簇集在一起。對研究員Dutta而言，這種信息提示著對基因調(diào)控起重要作用的核小體可能也參與microDNA形成。這些microDNA往往處于基因的5'端，而且DNA纏繞可能解釋microDNA長度，這是因為這種長度粗略地對應(yīng)著DNA纏繞在一個核小體上的長度。Dutta說，他們正準(zhǔn)備研究哪個DNA修復(fù)過程被用來產(chǎn)生microDNA。

美國貝勒醫(yī)學(xué)院(Baylor College of Medicine)遺傳學(xué)家James Lupski(未參與該項研究)想觀察一下這項研究的數(shù)據(jù)以便研究microDNA在細(xì)胞群體中如何發(fā)生變化，因為這將為人們能夠理解體細(xì)胞組織中廣泛分布的微缺陷存在的潛在意義提供一些重要線索。盡管在人群中開展研究將是一項比較難的工作，但是基因組中微缺陷如此廣泛地分布，這意味著它們對DNA復(fù)制和修復(fù)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，“它并不像我們往往認(rèn)為的那樣完美；它也有馬虎的時候”，Dutta贊同地說道。(生物谷：towersimper編譯)