挑戰理論：基因調控導致人成為人

來自杜克大學生物學系，基因組科學與政策研究院（Institute for Genome Sciences and Policy）的研究人員發現人類和黑猩猩之間的差異并不如我們之前認為的那么大——其中99%都是相同的，而且令科學家們驚訝的是，人之所以成為人，并不是由于基因差異，而是由于這些基因如何被利用，也就是說，基因調控驅動人類進化成人類。這一研究成果公布在《Nature Genetics》雜志上。

原文檢索：
Nature Genetics
Published online: 12 August 2007 | doi:10.1038/ng2104
Promoter regions of many neural- and nutrition-related genes have experienced positive selection during human evolution   [Abstract]

黑猩猩（chimpanzee）是與人類最為接近的靈長類動物之一。據《Nature》雜志在線新聞報道，研究人員在2003年12月10日公布了黑猩猩的基因組草圖。他們認為，黑猩猩的基因組至少有99％是與人類相同的，一樣也擁有30億個堿基對。

而對于這份黑猩猩的基因組草圖的解讀，也在2005年9月1日正式由《Nature》雜志正式發布。《Nature》同時組織專刊，圍繞這一實踐進行了集中報道。科學家們希望從黑猩猩基因組與人類基因組之間的差別中揭示自然造就人的奧秘。或許這些差異就隱藏在控制大腦發育和語言的基因中，或者是在控制人類特別的疾病如阿爾茨海默氏癥、艾滋病或瘧疾的基因中。科學家們已經將黑猩猩的基因組數據放入了公共數據庫中，便于研究人員使用。

比較人與黑猩猩的基因組，是生物學家長久以來的一個夢想。大約600萬年前，人類和黑猩猩從它們的共同祖先中分離出來，走上了不同的進化道路。這兩個物種的遺傳差異只有百分之幾，那么是什么造就了人類的獨特性？當時的研究發現超過50個屬于人類的基因在黑猩猩基因組中丟失或者被部分地刪除了。例如，有3個和炎癥相關的基因就在黑猩猩基因組中被刪除了。科學家認為，這可能有助于解釋人和黑猩猩在免疫和炎癥方面的差異。但是從基因得失的角度看，人類也并非總是走運：人類失去了一個名為caspase－12的基因的功能。這個基因有助于其他動物阻止阿爾茨海默氏癥（俗稱老年癡呆癥）的發生。

然而近期（8月10日）的《Science》雜志上，耶魯大學的研究人員采用新方法分析基因啟動子序列變異，對基因調節推動進化有了新的了解。由于DNA調節區域或啟動子的核苷酸序列要比對應的蛋白質編碼區域序列變化多，因此比較相關物種的基因調節情況就變得很困難。啟動子的這種變化使得利用標準的計算機比較方法很難確定它們。研究人員指出，盡管與DNA調節區域結合的許多分子已經被確定為轉錄因子，但這項新的研究則證實他們能夠從功能上描繪這些相互作用并確定出特定的靶標啟動子。研究人員驚訝地發現，即使親緣關系很近的酵母種，其調節模式也明顯不同。

同樣，這篇來自杜克大學的研究人員完成的研究則是針對黑猩猩，人類以及獼猴（rhesus macaque，又稱為恒河猴，是一種與人類親緣關系稍遠的靈長類動物，其基因組88%與人類相似）的6280個基因，尋找這些基因的調控序列。

文章作者Ralph Haygood表示，“正選擇，即一個物種獲得的能幫助生存和繁殖衍生的遺傳改變，其實靶向的是大腦和神經系統，以及營養方面的許多基因的調控。”

許多研究都在尋找神經系統發育過程相關的基因的編碼區域的大差異，但是目前都不能成功的發現，而杜克大學的研究小組認為他們的發現是第一次在全基因組的范圍內研究不同物種的調控序列的進化。

一些研究已經在免疫系統，嗅覺和精子制造等方面的編碼區域中發現了這些物種的極大差異，但是神經相關基因的編碼區域則在這些研究中被認為只有很少的正選擇的痕跡。