推動進化的DNA突變通常被認為是相當隨機的，但一項新的研究表明，在混亂中實際上還存在著一些秩序。一個科學家小組比較了在實驗室中生長的數百種植物的基因組，結果發現在對生存至關重要的基因中，突變發生的可能性要小得多。

機會在進化中起著重要作用。傳統觀念認為，DNA突變會在生物體的基因組中隨機出現，如果這些新特徵恰好有助於生物體的生存和繁殖，那麼這些突變就會傳給下一代人。在足夠長的時間內，這些性狀可以成為一個群體或物種的特徵。

但基因組中DNA突變的位置是否有規律可循？為了進行調查，來自加州大學戴維斯分校和馬克斯-普朗克研究所的研究人員在實驗室中種植了數百種羽衣甘藍植物，然後對其基因組進行測序並比較了DNA突變發生的位置–似乎出現了一種非隨機的模式。

“我們一直認為突變在整個基因組中基本上是隨機的，”該研究的主要作者Grey Monroe說道，“事實證明，突變是非常非隨機的，且是以有利於植物的方式非隨機的。這是對突變的一種全新的思考方式。”

通過在受控的實驗室條件下種植植物，該團隊試圖消除自然選擇的非隨機影響，確保通常不會在現實世界中生存的植物不會被任何負面突變所淘汰。

在數百個植物基因組中，研究小組發現了超過一百萬個突變，它們似乎集中在基因組的某些部分。這留下了突變率一直很低的斑塊，低至其他區域的三分之一。當科學家們檢查哪些基因位於這些斑塊中時，他們發現了大量的基本基因，包括那些參與細胞生長和基因表達的基因。

“這些是基因組中真正重要的區域，”Monroe說道，“在生物學上最重要的區域是那些被保護免受突變的區域。”

耐人尋味的是，這些區域似乎也有更強的DNA損傷修復機制，這表明有一種強化的方法來確保這些關鍵序列保持功能。

這項研究的資深作者Detlef Weigel說道：“植物已經進化出一種方法來保護其最重要的地方免受突變。這很令人興奮，因為我們甚至可以利用這些發現來思考如何保護人類基因不受突變的影響。”

這項新研究增加了越來越多的工作，其加深了人們對DNA突變在進化中的作用的理解。2014年的一項研究發現，突變更頻繁地發生在重複序列附近，而2019年的另一項研究發現了重組位點的突變熱點，即來自每個父母的染色體配對的地方。

這項新研究的研究人員稱，這項工作最終可能導致在工程上改進更好的作物，甚至控制由DNA突變引起的人類疾病，如某些類型的癌症。但在這些領域的任何應用無疑都是遙遙無期的。