为了生存，繁衍并成功繁殖，生物必须依靠高度的遗传稳定性。可以通过引起DNA突变来威胁遗传密码完整性的诱变剂，对人类健康构成严重威胁。长期以来，它们与一系列遗传性疾病，癌症，衰老和神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏病)有关。

现在看来，对细胞微妙机制的诱变威胁可能比以前认识的广泛得多。在一项新的研究中，迈克尔·林奇和他的同事证明，DNA突变本身仅占诱变剂对健康造成的严重破坏的一小部分。

这项研究强调了诱变化合物还影响转录过程的能力，在此过程中，DNA序列被转换(或转录)为mRNA，这是翻译成蛋白质之前的中间阶段。

研究发现(突出了酵母，蠕虫，果蝇和小鼠中的致突变转录错误)表明，诱变剂对转录的有害作用可能比以前所认识的更为普遍，这一事实可能对人类健康产生重大影响。

我们的结果有可能完全改变我们对环境诱变后果的思考方式。”

ASU生命科学学院进化机制生物设计中心主任兼研究员Michael Lynch教授

研究成果发表在最新一期的《PNAS》上。

受到威胁的细胞

由于其在疾病过程中的重要作用，诱变化合物长期以来一直是深入科学研究的主题。这些试剂包括阳光和其他辐射源，化学治疗剂，细胞代谢的有毒副产物或食物和水中的化学物质。

突变基因会损坏DNA，随后当细胞分裂时会滚雪球，而DNA复制会使这些错误倍增。如果不通过DNA校对机制纠正这种突变，则可以将它们传递给后代，这取决于它们在人类DNA链30亿字母代码中出现的位置，在某些情况下可能严重影响健康，并产生致命的结果。

但是，即使在复制前进行了修复，短暂受损的DNA也会干扰转录-由DNA序列产生RNA的过程。当RNA聚合酶(一种沿着DNA的单链移动并产生互补RNA链的酶)读取DNA的突变序列，从而导致所得RNA转录物中出现错误时，就会发生这种情况。

由于RNA转录物是产生蛋白质的模板，因此转录错误会产生对健康有害的异常蛋白质或完全终止蛋白质合成。众所周知，即使在最佳条件下，转录本错误率也比DNA水平的错误率高几个数量级。

尽管人们早已认识到了转录错误的存在，但其量化一直具有挑战性。这项新的研究描述了一种巧妙的技术，可以找出由诱变剂引起的转录错误，并将其与实验伪像分离，这些伪像是通过逆转录和测序过程在RNA转录本的文库制备过程中引起的突变。

所描述的方法涉及使用大规模平行测序技术，以仅鉴定直接由诱变剂活性引起的RNA序列中的那些错误。结果表明，至少一些诱变化合物是基因组突变和大量转录错误的有效来源。

研究中概述的循环测序测定法在反转录信息中产生了冗余，提供了一种校对所得线性DNA的方法。这样，研究人员可以确认观察到的转录错误是诱变剂对转录的影响的结果，而不是样品制备的假象。

已经显示出该DNA分子特别容易受到称为烷基化剂的一类诱变剂的影响。其中之一被称为MNNG，被用来对四种研究生物造成转录错误。观察到的影响是剂量依赖性的，诱变剂的水平较高，导致转录错误相应增加。

隐藏的错误可能对健康造成巨大损失

转录错误至少在一个重要方面与基因组突变不同。虽然细胞分裂过程中的DNA复制可放大基因组的突变，但转录错误会在非分裂细胞中积累，单个突变的DNA模板会产生多个异常RNA转录物。

这些转录错误对人类健康的全部影响仍在很大程度上是推测性的，因为到目前为止它们尚不适合研究。使用这项新技术，研究人员可以挖掘转录组-活细胞RNA转录本的完整库，搜索由诱变剂引起的错误。

尽管这项新研究为人们提供了对各种诱变剂与人类健康之间关系的更透彻理解的希望，但这也是一个警示。对DNA序列中突变缺陷的全神贯注可能使科学对导致转录错误而不会在基因组中留下永久痕迹的物质的潜在作用视而不见。

这一事实提出了一种可能性，即广泛的环境因素以及被认为对人类食用安全的化学物质和食品需要根据其产生转录诱变的潜力进行仔细的重新评估。此外，分裂和非分裂细胞类型中的转录错误可能是身体衰老和智力下降的复杂过程中的关键因素。