短串联重复序列的功能特征。来源：《基因组生物学》（2025）。DOI: 10.1186/s13059-025-03754-9
多伦多病童医院（SickKids）的科学家揭示了一层先前被忽视的遗传变异，这可能有助于解释为何人们患病表现各异，以及为何某些疗法对特定人群更有效。
短串联重复序列是DNA链中重复的片段，约占人类基因组的7%。这些重复序列引发基因功能错误的可能性随重复次数增加而上升，已知可导致亨廷顿病等疾病，并与自闭症谱系障碍、精神分裂症和心肌病等多种疾病相关。
如今，由多伦多病童医院主导的这项研究首次表明，除重复序列长度外，短串联重复序列（STRs）组成中的细微变化也会对基因功能产生重大影响。
发表在《基因组生物学》期刊上的研究团队分析了3000多名普通人群的基因组数据，发现人类基因组中约7%的STRs存在序列组成变异。
研究负责人、遗传学与基因组生物学项目高级科学家尹瑞安博士表示："STRs组成的变化并不罕见，它们是人类遗传多样性的正常组成部分。这是一个一直隐藏在我们眼前的遗传变异新维度。"
STRs与大脑发育和功能紧密关联
除描述STRs在普通人群中的普遍性外，研究团队还发现多项可能推动未来研究的成果，这些成果将支持多伦多病童医院的精准儿童健康计划——该计划旨在为每位患者提供个性化诊疗。
首先，他们发现可变STRs常位于Alu元件附近，后者是功能尚未完全明确的重复DNA序列。这些STRs更频繁地出现在参与大脑发育和功能的基因剪接位点处。
尹实验室的研究员、该研究第一作者萨沙·米蒂娜博士表示："我们观察到清晰的规律，例如这些多样化的重复序列出现在与神经发育和大脑功能相关的基因中。受这些变异影响的基因与关键生物过程相关，可能有助于解释个体在健康与疾病方面的差异。"
研究还发现不同族群间STRs变异存在独特模式，研究团队认为这一发现未来可能帮助科学家更准确预测疾病风险，并为不同人群定制治疗方案。
遗传变异的新维度
多数工具和算法仅关注串联重复序列的长度。通过尹博士开发的算法以及多伦多病童医院应用基因组学中心（TCAG）的专业技术，团队能够同时检测重复序列的大小和组成，即使使用短读长测序数据也能实现。
尹博士表示："我们的方法让我们同时看到大小和序列组成。我们仍只是触及表面，但这些区域可能解答基因组中的一些未知问题，并包含未来疾病研究的潜在靶点。"
随着长读长测序技术日益普及，研究人员预计将进一步揭示隐藏的变异，并为神经发育疾病提供新见解，最终推动临床基因组学的未来发展。
更多信息：Aleksandra Mitina等人，《人类群体中多样化的短串联重复序列影响基因调控》，《基因组生物学》（2025）。DOI: 10.1186/s13059-025-03754-9
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