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The evolutionary dynamics and fitness landscape of clonal hematopoiesis

生物 突变 癌症的体细胞进化 进化动力学 突变积累 突变率 人口 选择(遗传算法) 进化生物学 造血 遗传学 癌症 干细胞 基因 医学 环境卫生 人工智能 计算机科学
作者
Caroline J. Watson,Alana Papula,Gladys Y. P. Poon,Winghing Wong,Andrew L. Young,Todd E. Druley,Daniel S. Fisher,Jamie R. Blundell
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:367 (6485): 1449-1454 被引量:442
标识
DOI:10.1126/science.aay9333
摘要

Somatic mutations acquired in healthy tissues as we age are major determinants of cancer risk. Whether variants confer a fitness advantage or rise to detectable frequencies by chance remains largely unknown. Blood sequencing data from ~50,000 individuals reveal how mutation, genetic drift, and fitness shape the genetic diversity of healthy blood (clonal hematopoiesis). We show that positive selection, not drift, is the major force shaping clonal hematopoiesis, provide bounds on the number of hematopoietic stem cells, and quantify the fitness advantages of key pathogenic variants, at single-nucleotide resolution, as well as the distribution of fitness effects (fitness landscape) within commonly mutated driver genes. These data are consistent with clonal hematopoiesis being driven by a continuing risk of mutations and clonal expansions that become increasingly detectable with age.
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