來(lái)自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在一項(xiàng)比較基因組學(xué)研究中證實(shí)，人類發(fā)育四肢中的活性基因受到成千上萬(wàn)的序列調(diào)控，并且這些序列有可能推動(dòng)了人類手和腳的進(jìn)化。這項(xiàng)在線發(fā)表在7月3日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上的研究，并沒(méi)有描繪出控制人類四肢發(fā)育的確切遺傳機(jī)制，而是為科學(xué)家們提供了第一張候選研究因子的全基因組視圖。

　　該研究的資深作者、Kavli研究所研究員、遺傳學(xué)副教授James P. Noonan說(shuō)：“我們現(xiàn)在獲得了一張有可能闡明這些生物學(xué)改變的元件目錄表。”

　　在人類發(fā)育早期看到的人類四肢獨(dú)有特征，表明遺傳改變是人類胚胎中這些性狀活化的基礎(chǔ)。以往的研究是通過(guò)將人類基因組與其他靈長(zhǎng)類物種基因組進(jìn)行比較，來(lái)鑒別有可能在人類進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的遺傳序列改變。Noonan和同事們?cè)?008年，利用這種方法鑒別出了一段人類基因調(diào)控序列，證實(shí)其在發(fā)育四肢中顯示人類特異性的活性，有可能促成了人類拇指的進(jìn)化。然而，那時(shí)候研究人員并不清楚有多少這樣的元件存在于人類基因組中。

　　Cell：塑造人類四肢的“垃圾DNA”

　　為了解答這一問(wèn)題，Noonan研究小組開(kāi)始尋找四肢發(fā)育過(guò)程中，人類、獼猴和小鼠全基因組中這些調(diào)控序列的活性差異。

　　該研究小組采用已知可以識(shí)別這些序列的生物化學(xué)標(biāo)記H3K27ac，構(gòu)建出了每個(gè)物種發(fā)育四肢中的活性基因調(diào)控序列圖譜。分析結(jié)果表明，盡管三個(gè)物種的四肢發(fā)育遺傳學(xué)大體相似，但有一小部分調(diào)控序列：13%的啟動(dòng)子和11%的增強(qiáng)子在人類胚胎四肢中尤其活躍。這些序列可能從大約2500萬(wàn)年前人類與獼猴進(jìn)化分歧以后就獲得了活性。

　　Noonan說(shuō)，他計(jì)劃將一些這樣的人類特異性調(diào)控元件轉(zhuǎn)移到小鼠基因組中，調(diào)查它們有可能控制了人類四肢發(fā)育的哪些方面。

　　“了解人類性狀的進(jìn)化機(jī)制非常的困難，因?yàn)槲覀兺耆涣私庵匾倪z傳改變有可能在何處?，F(xiàn)在我們正開(kāi)展這項(xiàng)工作，并且我們獲得了一些實(shí)驗(yàn)性工具來(lái)確定這些改變可能造成的生物學(xué)效應(yīng)。我們的研究還為了解發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)的其他人類特異特性狀，例如大腦的大小及復(fù)雜性增大提供了一張線路圖。”