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人类大脑幼态持续商讨获新硕果

6月13日,国际期刊Genome Research 在线发表了由中国科学院上海营养与健康研究院马普计算生物学伙伴研究所Philipp Khaitovich研究组和日本国立自然科学研究所认知基因组学Yasuhiro Go研究组合作发表的论文Human-specific features of spatial gene expression and regulation in eight brain regions

核心提示: 长期以来,“what makes us human”这个问题一直困惑着人类学研究人员。有学者曾提 长期以来,“what makes us human”这个问题一直困惑着人类学研究人员。有学者曾提出人类比黑猩猩发育更为迟缓而导致比其他灵长类保持年轻形态的假设。随着“幼态持续假设”论断的进一步演绎,人类学家、考古学家和心理学家开始研究人类和灵长类动物不同的发育速度。然而,无论对人或者黑猩猩,学界尚不清楚其出生后大脑在分子水平上的发育机制。 中国科学院—马普学会计算生物学伙伴研究所青年科学家小组组长Philipp Khaitovich研究员和博士后Mehmet Somel等人,通过考量人、黑猩猩和恒河猴三者大脑在不同年龄段的基因表达量,发现从整个基因转录组层面上来看,人、黑猩猩和恒河猴三者大脑的发育速度并不一致,相较黑猩猩和恒河猴而言,一些特定基因在人类身上表现出“加速进化”。因此,人类发育迟缓有显著的基因表达的特征模式。同时,这些幼态持续基因并不完全随机,而与大脑灰质有关。研究结果显示,这些幼态持续基因很可能对人类幼儿的大脑发育起重要作用,从分子水平上看,这些基因与人类智力的开发密切相关。国际著名杂志PNAS近期报道了上述研究工作。该项研究工作得到了中国科技部、中国科学院、德国马普学会和计算生物学所计算生物学重点实验室的大力支持。

人类大脑进化遗传机制研究取得进展

长期以来,基因表达水平的变化一直都被认为是表型特征快速进化的分子基础。迄今为止,此方向的研究着重于将人类大脑与其他物种的大脑进行比较,并已揭示了不少人脑表达特异性的基因。如果将人类与关系较远的物种进行大脑的转录组比较,由于存在基因表达水平的迭代式变化,因此很可能导致差异表达的基因的种系分配出现不合理甚至不准确的情况。因此,在此项研究中,使用两种十分接近人类和黑猩猩的猿类,即大猩猩和长臂猿,来代替常用的灵长类模式生物如恒河猴和食蟹猴,可以得到更为可靠的大脑种间变化差异的种系分配。

近日,中科院昆明动物所宿兵实验室助理研究员石磊以及硕士生虎恩志、张哲与美国乔治亚理工大学教授Soojin V.Yi开展合作,对人类、黑猩猩和猕猴3个物种的大脑前额叶进行了大脑全基因组甲基化测序,发现了85个人类特异的甲基化变化区域。研究结果已发表在国际学术刊物《分子生物学与进化》。