Cell：人類加速進化區影響大腦功能
日期：2016-09-26 09:52:33
波士頓兒童醫院等機構的研究人員發現，人類基因組的加速進化區域似乎有助于人類大腦的正常發育、社會行為以及一些認知過程。這項成果于本周發表在《Cell》雜志上。
研究人員利用新的序列數據以及原有的群體序列和基因調控信息來評估人類加速進化區及其對自閉癥譜系障礙的潛在影響。他們的研究結果表明，那些存在在某些患者中的de novo拷貝數改變往往與基因組中調控大腦相關基因的部分相重合，且經過了快速的序列變化。
人類與動物之間毫無疑問存在巨大的差異。即使是與人類親緣關系最近的黑猩猩，無論是外貌還是語言都與人類有明顯的不同。一直以來，研究人員對人類與其他動物的序列差異很感興趣。
對于人類基因組的加速進化區域，研究人員試圖區分這些區域的功能變化，從而評估其潛在功能。由于人類相當一部分的差異序列落在調控區，于是他們仔細研究表觀基因組圖譜，并對數千個人類加速進化區中的人類特有變異進行測序。
這項分析發現了人類加速進化區與那些影響大腦表達模式的調控位點存在重疊。這其中包括一些與SOX2或MEF2A等基因相關的轉錄因子結合位點，這些基因參與了人類大腦的發育。
之后，研究人員側重于研究人類加速進化區中的疾病相關基因，發現了20多個基因與自閉癥或智力障礙相關。同樣地，與哺乳動物的大腦功能、精神分裂癥或神經系統功能相關的基因往往也落在快速進化的序列附近。
研究團隊隨后查看了2100個家庭的拷貝數變異數據，這其中包含患有自閉癥的兒童、未患病的兄弟姐妹以及他們的父母。研究人員發現，de novo拷貝數改變，特別是自閉癥兒童帶有的那些，在人類加速進化區更為常見。
當研究人員對來自中東的218個自閉癥家庭進行測序時，他們發現了類似的模式。通過30名患病個體和5名未患病個體的基因組測序數據以及其余家庭成員的人類加速進化區的靶向測序數據，他們發現患者在人類加速進化區的隱性變異比其他人多了43%。
“我們提供了第一份直接的證據，表明人類加速進化區中罕見的de novo CNV可能促進了自閉癥，而罕見的雙等位基因突變可能與5%的血緣自閉癥病例存在關聯，”作者寫道。
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