科学探索|《科学》封面重磅：迄今最完整的人类基因组测序结果公布( 二 ) 《科学》封面重磅：迄今最完

此次解锁的新序列大约90%来自染色体的着丝粒。在形成精子或卵子的减数分裂过程中，着丝粒是成对染色体分离时附着的地方。这个区域结构独特，包含长段重复序列，而且DNA和蛋白质似乎在这一区域缠绕得格外紧凑。
在T2T提供完整序列后，人类第一次有机会对着丝粒及其周围序列的作用一探究竟。
根据他们的分析，着丝粒以及附近区域有各种序列堆叠现象，通常是一段新序列覆盖在旧序列上。这一过程可以保证着丝粒与关键的动粒结构紧紧结合。动粒是着丝粒两侧的特化结构，参与染色体的移动过程。

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▲着丝粒是一个包含高度重复 DNA 序列的区域，比较这些序列揭示了突变在数百万年中积累的位置，反映了每个重复序列的相对年龄（图片来源：参考资料[4]；Credit：Nicolas Altemose， UC Berkeley）
旧序列会存在一些随机突变和缺失，说明这一段区域已经被弃用；新序列中突变和甲基化都更少，说明正在被使用。而着丝粒中含有大量重复长度的DNA序列，大约为171个碱基，这些重复单元会共同形成更大的重复结构并串联多次，构成了着丝粒中的重复序列区域。
着丝粒的重复序列在不同人之间同样会存在差异。其中一篇论文比较了全世界1600人的着丝粒序列后发现，非洲大陆以外的人，着丝粒（尤其是X染色体上的着丝粒）倾向于分成两大簇，还有一些有意思的突变会出现在有非洲人血统的人身上。未来，科学家或许能通过解析着丝粒序列来追溯人类的谱系，对人类的演化史探索有重要意义。

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最后得到完整测序的区域
在此次发表的一系列成果中，研究人员着重分析了基因组中的重复片段在人类演化、遗传多样性的形成以及疾病中的重要作用。
重复片段（segmental duplication）是基因组中反复出现的、序列相似性超过90%以上的大段序列。无论是物种内还是物种之间的演化过程中，大多数的遗传变异都出现在重复片段区域，这里是产生新基因和新基因功能发生适应性变化的关键。但由于结构的复杂性，这里也是人类基因组中最后得到完整测序的区域。

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【科学探索|《科学》封面重磅：迄今最完整的人类基因组测序结果公布】现在，基于最新的完整人类基因组测序结果，科学家终于能够以更综合的视角审视人类的重复片段。在这类区域，科学家找到了182个全新的蛋白质编码基因，并且帮助我们理解一系列重要的演化与医学难题。
例如，比较人类与其他灵长类动物的测序结果，研究发现了与人类前额叶皮层扩张相关的基因TBC1D3，这将有助于重现古人类演化的历史。而在不同人类个体间，在重复片段区域编码脂蛋白的LPA基因，其数量与心血管疾病风险高度相关……
基于这项研究，我们能够全面理解重复片段的组织、表达与调控，并提升基因注释与基因分型。

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在另一项研究中，康涅狄格大学Rachel O‘Neill教授领导的团队揭示了重复序列的转录与表观遗传状态。重复序列包含移动遗传元件，它们可以移动至基因组的其他区域。研究指出，一些多次重复的片段所包含的基因，能在很大程度上解释人类的遗传多样性。