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找到人类进化关键基因!进化速度惊人疑为突变

中华网科技 http://tech.china.com 2006-08-18 09:10:38

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　　一名印尼动物饲养员抱着一只幼年非洲黑猩猩。
　　
　　一个由美国、比利时和法国科学家组成的研究小组认为，他们找到了人类与黑猩猩的祖先“分家”以来变化最快的一个基因，可能在帮助人类大脑发育从而促进人类进化的过程中扮演了关键角色。这种基因曾数千年未变过，可是在从类人猿进化到现代人的过程中却发生了引人注目的变化。
　　
　　发现
　　
　　进化速度比其他基因快
　　
　　研究小组17日在《自然》杂志发表论文称，在人类几百万年的进化历史上，人类祖先基因组中一个基因的进化速度比基因组其他部分快约70倍。这部分基因可能在人类大脑皮层比原来增长3倍的过程中起到了至关重要的作用。
　　
　　文章作者之一、加利福尼亚大学圣克鲁斯分校生物分子工程和科学研究中心负责人戴维·豪斯勒说，他的研究团队已经找到有力证据，证明一种被称为“HAR1”的基因能够解答“什么导致人类大脑比其他灵长类动物发达？”这个问题。人类大脑体积约为黑猩猩大脑体积的3倍。
　　
　　研究小组应用计算机对人类、黑猩猩以及其他脊椎动物进行广泛的全基因组比较之后发现了这个基因。通过观察人类和黑猩猩基因组差异最大的49处，豪斯勒特别注意到了“HAR1”“在一段相对短暂的时间内，发生了非常戏剧性的变化”。
　　
　　据介绍，这个基因在3亿年前才出现在哺乳动物和鸟类的祖先身上，鱼类和无脊椎动物都没有。但是从出现到现在，这种基因并没有太大的变化。
　　
　　豪斯勒表示，过去3.1亿年间，黑猩猩和鸡的基因组在最活跃的“HAR1”区域中只有2个核苷有差异；可是六百万年来，黑猩猩和人在这一区域的118个核苷中发生变化的却多达18个，因此研究人员认为，这些差异都是在人类最近几百万年的进化史中产生的。
　　
　　疑问
　　
　　基因突变还是正常进化？
　　
　　研究小组成员、美国康奈尔大学分子生物学教授安德鲁·克拉克说，如果推断成立，那么“HAR1”的进化就是人类基因进化中最迅速、最具戏剧性的章节，这“极其令人兴奋”。
　　
　　不过，克拉克也表示，这种基因的进化太快了，他认为这更有可能是基因突变造成的，并非正常进化的一部分。
　　
　　豪斯勒则认为，这种速度惊人的基因进化应当是人类祖先离开树林生活和开始直立行走时所面对的压力造成的。
　　
　　“这更像是由一系列的、很多的小变化造成的，每一次变化都很重要，但是没有一个能单独完成整个进化工作。”豪斯勒说。
　　
　　此外，科学家们发现不仅仅是“HAR1”基因发生了迅速改变，而且这种基因的改变和大脑皮层的发育存在联系。大脑皮层负责一些复杂的大脑功能，比如语言和信息处理。
　　
　　豪斯勒告诉记者说：“现在我们已经找到了有力证据，显示这种基因可能在人类大脑进化的过程中发挥了关键作用。但是我们必须再加以证明。”
　　
　　文章的另一名作者、圣克鲁斯分校的索菲·撒拉马教授负责确认这种基因在人体中的活跃区域。
　　
　　她说：“似乎这种基因改变对大脑的发育发挥了重要的作用。”
　　
　　研究小组其他成员来自比利时的布鲁塞尔大学和法国的克洛德·贝纳尔大学。
　　
　　设想
　　
　　改变研究方向
　　
　　目前，科学家们仍然不清楚“HAR1F”的具体“工作”是什么，但是他们已经通过研究得知，“HAR1”是核糖核酸（RNA）“HAR1F”的一部分，“HAR1F”在妊娠后约7星期至19星期形成，7周时在胎儿体内“开启”，19周时“关闭”，而这一时期正是人类胚胎大脑发育的关键时期。
　　
　　英国牛津大学的科学家克里斯·庞汀在同期的《自然》杂志上撰文称赞此次发现，表示这可能会导致人类在这方面的研究迈进一大步。“以前，人们研究那些与人类特有生物特征相关的DNA基因变化时，多是专注于那些可能改变编码蛋白质氨基酸组成的差异之处，现在，功能性非编码蛋白质的‘暗物质’在研究中可能更具启发性。”
　　
　　链接
　　
　　人类对遗传基因的研究已经进行了上百年，一直以来，科学家们的目光无不专注于脱氧核糖核酸（DNA）的研究领域。而核糖核酸（RNA）好像“灰姑娘”一样一直遭受冷落，被认为是“信使”和蛋白质合成的“模板”，不断忙碌着，按照DNA的命令，把氨基酸合成蛋白质，构造生命的基础。
　　
　　上世纪90年代以来，核糖核酸（RNA）开始展现自身的价值。在生命科学的舞台中，RNA已经逐步摆脱了DNA光芒的掩盖，从“配角”变成“主角”，并且对DNA的中心地位提出了新的挑战。越来越多的研究成果显示，RNA的作用被人们小看了，它不光是遗传的“信使”，在某种程度上也扮演“纠错者”和“控制者”的角色，DNA携带的遗传信息经由RNA才得以表达。
　　

作者：广州日报　来源：　

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