美國加州大學聖地牙哥分校的科學家發現，人類基因組的「地形」（topography）與癌變有關。研究近日發表於學術期刊「細胞報道」（Cell Reports），揭示了基因組的結構分佈，可能影響多種癌細胞產生；當中具有某些特徵的基因組區域，正是誘發細胞基因突變的「熱點」所在。
談及人類基因組，人們通常會想到 DNA 的雙螺旋結構，然而基因組的組成不止於此。參與是次研究的生物工程與細胞分子醫學教授 Ludmil Alexandrov 形容，基因組就如地球上的各種景觀，具有不同結構、形狀和特徵的豐富地形。
例如基因組中包含了 DNA 雙鏈緊密捲曲的部分，有些地方捲曲較為鬆散；有些部分則是循環複製。基因組還具有其他各種特徵，其中一種名為「複製時機」（replication timing），基因組的某些部分會在細胞分裂初期進行複製，而其他部分則在分裂後期才複製。
研究人員根據基因組的各種地形，以及產生癌變的位置，進行全面研究。這就像探索地球上的不同地形，如何發展出不同的生態系統般。研究結果顯示，基因組中的一些「地形特徵」，似乎為某些基因突變提供了理想的培育環境。
以往科學家研究癌細胞的基因組時，通常假設突變是在該基因組內隨機形成。但實際情況並非如此，因基因組的不同區域各有不同特徵，而是次研究表明，某些基因突變會優先在某些區域中發生。
研究人員分析了 516 種已知的基因組地形特徵，以及在 40 種癌症腫瘤中以全基因組測序而找出的 5,120 種突變模式（即突變特徵）。其中發現與飲酒相關的幾種突變特徵，是在細胞分裂早期複製的基因組區域中形成；此關聯在食道癌、頭頸癌和肝癌中尤其顯著。
以上發現，違反了科學家的一貫認知。因為基因突變通常在細胞分裂後期所複製的區域內發生；細胞分裂初期，DNA 複製更為精確，有助避免基因組突變。然而是次研究表明，當涉及飲酒相關的突變特徵時，情況恰恰相反。研究人員還觀察到其他有趣現象：一組具抗病毒活性、名為 APOBEC3 脫氨酶的酵素，於細胞分裂早期和晚期時所複製的區域中，均會形成突變特徵。
人體必需的許多基因，都存在於基因組的早期複製區域；是次研究揭示了某些基因突變並非按常規進行，因此可能會攻擊通常受到保護的關鍵基因。
研究團隊已於網上整理成果，方便其他研究人員搜尋各種基因組地形特徵，和與其相對應的突變特徵，有助日後進一步研究各種癌症。
