生物医学前沿系列讲座：

DNA上下游碱基序列与甲基化对突变谱的影响：从真核生物到人类基因组

2025年8月1日，清华大学生物医学前沿系列讲座（Frontier of Biomedical Seminar）第四期报告于医学科学楼B323顺利举行。本期讲座由基础医学院主办，特邀宾夕法尼亚大学高秭玥博士担任主讲嘉宾。高秭玥博士以“DNA上下游碱基序列与甲基化对突变谱的影响：从真核生物到人类基因组”（Impact of Flanking Base Sequences and Methylation on Mutation Spectra: From Eukaryotes to the Human Genome）为题作学术报告。讲座由基础医学院蓝勋老师主持。

蓝勋老师主持会议

报告伊始，蓝勋老师对高秭玥博士莅临基础医学院表示热烈欢迎，并向与会师生介绍了高秭玥博士的研究方向及近期主要成果。高秭玥博士是遗传学领域的研究者，主要关注人类遗传学、生物演化与群体遗传学。她的研究重点在于探索人类进化、疾病与健康之间的关系，致力于在生物演化和群体遗传的框架下，揭示影响人类健康的重要遗传机制。她的研究不仅推动了对人类遗传多样性的理解，也为相关疾病的遗传机制研究提供了理论支持。

高秭玥博士做报告

高秭玥博士深度解析DNA序列背景及胞嘧啶甲基化对基因组突变率与演化进程的核心影响。其团队基于对百种真核生物大数据的系统性建模分析，首次在跨物种尺度上证实：CpG位点的上下游碱基组合及其甲基化状态，是驱动生殖细胞突变率变异和长期突变谱演化的关键决定因素。该研究为理解突变发生的分子基础提供了突破性框架。

本讲座呈现两大核心研究成果。第一部分聚焦人类基因组，精准量化了CpG位点的高突变特性，并揭示其上下游碱基的特定排列与胞嘧啶甲基化共同构成了生殖细胞突变率的重要调控网络。第二部分通过建立跨物种统一分析模型，对涵盖100余种真核生物的全基因组单核苷酸多态性（SNP）数据进行深度挖掘，系统阐明CpG与CHG位点的甲基化修饰在塑造多核苷酸序列突变谱长期演化规律中发挥奠基性作用。该模型实现了从人类到广谱真核生物突变过程的精细刻画。

高秭玥团队的研究不仅深化了学界对DNA自发突变内在机制的认识，更在方法论上取得显著突破。所建立的精细化突变模型与跨物种分析框架，为进化生物学模型的革新、疾病相关突变位点的精准识别以及基因组功能元件的科学注释奠定了坚实的理论与计算基础。讲座将系统展示该领域的最新研究范式及其对生命科学和医学研究的深远影响。

讲座互动环节

讲座互动环节气氛活跃，与会师生提问积极，围绕报告内容的研究思路与实验方法等核心问题展开了富有成效的交流。蓝勋老师代表学院在总结发言中，高度评价并衷心感谢高秭玥博士带来的前沿学术分享，并展望未来双方在共同关注的研究领域拓展合作空间。

嘉宾简介

高秭玥博士

Gao Ziyue earned her bachelor's degree from Tsinghua University and pursued her Ph.D. at the University of Chicago under the guidance of Molly Przeworski, researching natural selection and mutation mechanisms in human populations. She conducted postdoctoral research in Jonathan Pritchard's laboratory at Stanford University, exploring the impact of natural selection on disease-causing genes and the transcriptome, and utilizing ancient DNA to study the population history of ancient Rome. Currently leading her own laboratory, she employs evolutionary and population genetics methods to investigate human genetics, evolution, and health-related issues. Her research focuses on random mutation accumulation, the effects of natural selection, and the genetic basis of complex traits, aiming to understand how mutations, population history, and natural selection collectively shape human genetic diversity and evolutionary processes.

学生感想

高秭玥老师的研究将“CpG位点的高突变性”这个特性，通过系统的机制（甲基化胞嘧啶自发脱氨基→C→T突变）和精妙的实验/数据分析（上下游碱基组合如何显著影响该位点的实际突变率）完整而又清晰地展现出来。这次讲座不仅加深了我对DNA突变机制复杂性和精密性的认知，更让我领略了演化尺度上比较基因组学的魅力。它让我认识到，基因组并非静止的蓝图，其变异本身就被一套由序列和表观遗传（甲基化）共同编写的精密“规则”所引导，而这些规则正是理解生命多样性和疾病根源的关键。

高秭玥老师的讲座是分子机制（甲基化、化学反应）、群体遗传学（SNP分析）、生物信息学（建模）和演化生物学完美融合的范例，其中，分析100多种真核生物的SNP数据并进行建模，这种宏大的比较基因组学视角让我印象深刻。老师的讲座也启发我好奇DNA修复基因与DNA甲基化是否能发生协同进化；核基因组与细胞器基因组的突变谱差异又如何。这些亟待探索的新问题正是激励我们深入这一充满魅力领域的极大动力。

嘉宾单位简介

美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院（Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania）是美国历史最悠久、声誉卓著的医学院之一，成立于1765年，是美国第一所医学院。该学院不仅在医学教育方面具有卓越的传统，还在生物医学研究和患者护理方面不断创新。佩雷尔曼医学院位于宾夕法尼亚州费城，是七所常春藤联盟医学院之一，其研究经费在全美排名前三，长期位列《美国新闻与世界报道》研究型医学院排名前五。学院拥有28个系和多个跨学科研究中心，涵盖从基础科学到临床实践的广泛领域。其附属医院包括宾夕法尼亚大学医院、宾夕法尼亚普理格尔医学中心等，为学生提供高质量的临床培训和研究机会。此外，佩雷尔曼医学院在多个医学领域取得了突破性进展，如创建美国第一个皮肤病学系、神经病学系及外科研究系，并在癌症生物学、骨科等领域处于世界领先地位。