人类加速进化区影响大脑功能
查字典生物网
2016-10-12
波士顿儿童医院等机构的研究人员发现，人类基因组的加速进化区域似乎有助于人类大脑的正常发育、社会行为以及一些认知过程。
研究人员利用新的序列数据以及原有的群体序列和基因调控信息来评估人类加速进化区及其对自闭症谱系障碍的潜在影响。他们的研究结果表明，那些存在在某些患者中的denovo拷贝数改变往往与基因组中调控大脑相关基因的部分相重合，且经过了快速的序列变化。
人类与动物之间毫无疑问存在巨大的差异。即使是与人类亲缘关系最近的黑猩猩，无论是外貌还是语言都与人类有明显的不同。一直以来，研究人员对人类与其他动物的序列差异很感兴趣。
对于人类基因组的加速进化区域，研究人员试图区分这些区域的功能变化，从而评估其潜在功能。由于人类相当一部分的差异序列落在调控区，于是他们仔细研究表观基因组图谱，并对数千个人类加速进化区中的人类特有变异进行测序。
这项分析发现了人类加速进化区与那些影响大脑表达模式的调控位点存在重叠。这其中包括一些与SOX2或MEF2A等基因相关的转录因子结合位点，这些基因参与了人类大脑的发育。
之后，研究人员侧重于研究人类加速进化区中的疾病相关基因，发现了20多个基因与自闭症或智力障碍相关。同样地，与哺乳动物的大脑功能、精神分裂症或神经系统功能相关的基因往往也落在快速进化的序列附近。
研究团队随后查看了2100个家庭的拷贝数变异数据，这其中包含患有自闭症的儿童、未患病的兄弟姐妹以及他们的父母。研究人员发现，denovo拷贝数改变，特别是自闭症儿童带有的那些，在人类加速进化区更为常见。
当研究人员对来自中东的218个自闭症家庭进行测序时，他们发现了类似的模式。通过30名患病个体和5名未患病个体的基因组测序数据以及其余家庭成员的人类加速进化区的靶向测序数据，他们发现患者在人类加速进化区的隐性变异比其他人多了43%。
“我们提供了第一份直接的证据，表明人类加速进化区中罕见的denovoCNV可能促进了自闭症，而罕见的双等位基因突变可能与5%的血缘自闭症病例存在关联，”作者写道。
