是時候感謝您的基因組:一項新的研究發現,在我們進化史上的某個時刻,人類失去了一系列的DNA,否則本來可以促進陰莖上棘的生長。
遺傳損失只是將我們與我們的數百萬分開的數百萬人之一最接近的靈長類動物親戚研究人員在3月10日的《自然雜誌》上報告。該小組還報告了增長抑制遺傳轉換的消失。這種損失可能導致了人腦的擴大。
許多研究強調了人類和黑猩猩之間的相似之處。根據2005年在自然界發表的一項研究,我們共享96%的基因組。但這仍然留下了數百萬個遺傳差異,這些差異解釋了我們與我們的靈長類動物堂兄之間的差異。
“最大的問題是,'成為人類斯坦福大學的發展生物學家戴維·金斯利(David Kingsley)對生命科學進行了研究。
是什麼使人類特別
為了發現,金斯利和他的同事比較了2005年測序的黑猩猩基因組與2001年對人類基因組進行了測序。他們發現了數百萬個差異,但將其範圍縮小到易於管理的510個片段的DNA集,這些DNA存在於許多其他動物中,包括黑猩猩,但消失在人類中。金斯利說,由於這些序列在整個物種之間都保存得很好,因此它們可能具有功能性(不是所謂的“垃圾DNA”)。而且由於他們在人類中失踪,所以它們很可能是使我們與眾不同的關鍵。
斯坦福大學計算機科學和發育生物學教授吉爾·貝耶拉諾(Gill Bejerano)對生命科學說:“面臨的挑戰是將基因組之間的某些差異與物種之間的差異相匹配。”
為此,研究人員不得不“捲起袖子,然後前往實驗室”。 510個感興趣基因的子集仍然需要降低,因此團隊招募了來自神經科學和身體人類學等領域的研究人員。狩獵的狩獵是針對已知功能的基因,這些基因可能與人類的身體變化有關。
大腦和光滑的陰莖
在研究人員所研究的510個基因中,只有一個是蛋白質編碼基因,這意味著它具有在體內製造特定蛋白質的配方。其餘的映射到基因組的非編碼部分,這些部分通常扮演調節劑的作用,以確保蛋白質編碼基因在適當的時期打開和關閉。
研究人員發現,兩個特定類別的基因顯示出對附近DNA損失的傾向。第一個是與神經發育有關的基因。研究人員發現,通常會抑制細胞生長。人類仍然有這個基因,但是附近的調節DNA片段消失了。在其他動物中,片段控制大腦部分中基因的表達。
因此,人類中基因的喪失“可能是導致大腦中細胞擴展的事件之一,”金斯利說。換句話說,遺傳變化可能是原因之一人類有這麼大的大腦。
缺席調節鄰居的第二類基因是一組雄激素受體基因。雄激素是雄性激素,負責動物中陰莖刺的發展。
陰莖刺正是他們聽起來的樣子:許多動物的陰莖頭上的小刺。大量動物運動尖峰,其中包括一種稱為豆象鼻蟲的甲蟲,在精子遞送過程中,雌性甲蟲的生殖道堅硬,尖銳的尖刺疤痕。許多囓齒動物,靈長類動物,例如果果會,甚至是python,其Y形半葉菌經常被夾住,以抓住雌性開口的牆壁,被稱為泄殖腔。 [陰莖神話被揭穿這是給出的
金斯利說,在有陰莖刺的物種中,雌性傾向於與多名男性的伴侶。陰莖刺可能已經演變為清除競爭對手的精子 - 或擦傷雌性的陰道,使她與他人交配的可能性較小。無論哪種方式,貝耶拉諾都說:“刺的損失最常見於一夫一妻制的物種中。”
金斯利說,其雄激素受體基因的小鼠不會發出陰莖刺。人類可能也是如此。 (鹼基對由兩個核苷酸分子組成,它們在DNA的互補鏈上相對。)
金斯利說:“人類已經從形成脊柱所需的關鍵基因中扔掉了分子切換。”
將人類與眾不同
金斯利說,研究人員仍然有508個有前途的基因列表。 Bejerano說,在該項目中未檢查的數百萬個遺傳差異中的大量也可能很重要。
他說:“我們認為,我們在這裡強調的510 [差異]很重要,但絕不是唯一可能造成我們今天的差異的510個差異。”
研究人員還在努力重現小鼠大腦生長調節基因的喪失。金斯利說,小鼠大腦大小的變化應揭示出奇異遺傳損失對較大大腦的演變的重要性。
金斯利說,完整基因序列的可用性也使人可以將人類與其他親戚進行比較。例如,尼安德特人的基因組顯示出腦生長和陰莖脊柱調節基因的相同喪失。金斯利說,這是有道理的,因為尼安德特人眾所周知有大腦,並且可能有與人類交往。
金斯利說:“我們生活在這個時候,當時我們和我們最親密的親戚的完整基因組序列被隔離了。” “現在,您可以第一次瀏覽整個基因組,並列舉我們與其他生物體不同的所有方式。”