11-07 垃圾DNA加速人脑进化（附图）

日期：2006-11-07　　访问次数：3550

科学时报2006年11月7日讯：当人类从其他动物中分化出时，研究人员相信，大脑的进化起到了至关重要的作用。事实上，与大脑有关的基因变化似乎能够解释人类与黑猩猩在认知能力上存在的巨大差异。如今，科学家们发现，这些基因之间的空缺同样也起到了重要作用。

通常认为，那些被视为垃圾的未编码脱氧核糖核酸（DNA）序列填充了基因间的空缺，并且我们的基因组超过90%都是由它们构成的。最近，科学家们发现，这些未编码DNA片段包含有一些调节因子，能够控制附近的基因在何时、以何种方式开启与闭合。由美国加利福尼亚州劳伦斯·伯克利国家实验室的基因组研究人员Edward Rubin领导的一个国际研究小组于是便想搞清，到底有多少未编码DNA区域在人类的进化过程中起到了重要作用。

研究小组将目光聚集在110549个人类未编码DNA序列上，这些序列被认为一直存在于哺乳动物的进化过程中。利用统计学分析方法，Rubin和他的同事发现，有992个未编码DNA序列在人类进化过程中出现了变化，而这些变化并非偶然发生，这意味着此类遗传变化应归因于自然选择。随后利用最接近未编码序列的编码基因的功能，研究人员通过两个现存的基因数据库——名为Gene Ontology和Entrez Gene——对未编码序列进行了匹配。

在有助于神经细胞彼此黏附的基因附近，研究人员从未编码DNA序列中发现了加速人类进化的最有力证据。研究小组发现了69个这样的未编码DNA序列，这表明此类调节因子的变化对于人类独有的认知能力的进化作出了贡献。

Rubin表示，神经细胞黏连分子在大脑回路中扮演了一个主要角色，例如在神经细胞之间形成连接突触。他强调指出，这些过程在早期的大脑发育中是非常重要的，甚至对于成人的学习、记忆和认知功能都是至关重要的。Rubin表示，例如，在一个名为CNTN4的基因附近存在一种未编码DNA序列，前者与人类口头和非口头交流能力的发育有关；而另一个未编码DNA序列则位于一种名为CHL1的基因附近，这种基因与人类和小鼠的认知功能有关。研究小组在11月3日出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。

加利福尼亚大学圣迭戈分校的分子生物学家Ajit Varki认为，研究小组的结论“听起来很有趣并且有一定的道理”。但Varki同时指出，这一发现还需要考虑其不确定性，这是因为Gene Ontology和Entrez Gene数据库只给出了一种基因功能的宽泛定义，而不能查明它的确切功能。

图释：DNA的未编码区域有助于神经细胞的黏连，从而促进人类进化。



摘自：科学时报