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怎麼尋找一個物種的同源基因

生活更新时间:2024-08-18 09:14:00

他們在我們的祖先與類人猿分離後迅速進化的基因組中發現了調控片段。正是他們确定了人類最重要的特征，包括非常大的大腦和簡化的短腸。

怎麼尋找一個物種的同源基因（遺傳學家已經确定了我們物種發展的關鍵）1

與他們的近親黑猩猩和其他人科成員相比，人類的特點是大腦特别大，腸子特别短。這些特征不僅被認為對我們的物種至關重要，而且相互對立：大腦和腸道消耗大量資源，而身體無法同時發展這兩者。

大腦的選擇似乎是在 700 萬年前不久之後做出的，在我們的直系祖先與其他類人猿分道揚镳之後，但在與尼安德特人的血統發生分歧之前。這些結論是由美國杜克大學的遺傳學家得出的，他們的文章發表在最新一期的《細胞》雜志上。

通常，尋找我們物種特有的遺傳特征的重點是基因——編碼蛋白質的 DNA 部分。然而，人類和他們的近親黑猩猩的 DNA 差異太小，在基因上幾乎完全相同。主要區别在于 DNA 的非編碼區，它可以執行其他重要功能，主要是調節，控制染色質和基因本身的功能。

Craig Lowe團隊的遺傳學家正是集中在這些領域。他們發現了大約 740 萬年前我們的遠古祖先與黑猩猩分化後迅速發生變化的一些碎片。科學家将它們命名為 HAQERS（人類祖先快速進化區域），并表明它們參與身體的發育，主要是大腦和腸道。由于靠近相應的基因，它們在正确的位置和正确的時間調節它們的工作。

怎麼尋找一個物種的同源基因（遺傳學家已經确定了我們物種發展的關鍵）2

熒光标記顯示正在發育的小鼠大腦皮層中基因的活動。左邊——“古代”HAQER0059，右邊——現代人類

“我們發現，沒有一種突變給了我們一個大大腦，也沒有一種突變改變了腸道：随着時間的推移發生了很多變化，” Low 教授解釋說。“我們看到許多在這些組織中運作的調控元件，決定了哪些基因将被表達以及具有什麼樣的活性。”

HAQERS的作用也在實驗中得到證實。為此，科學家們使用了實驗室小鼠，這些小鼠在發育的産前階段将其中一個片段 HAQER0059 引入了大腦皮層。一組動物接受了現代人類 HAQER0059，另一組接受了 600 萬多年前 DNA 中存在的重建版本。事實上，現代 HAQER0059 顯着增加了負責發育強大皮層的基因的工作。

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