科學家繪出人腦進化“開關”調控圖

　　美國耶魯大學醫學院和科維理神經科學研究所合作的一項最新研究表明，在人類大腦皮層的進化過程中，在已知的DNA調控因子區，有數千個基因“暗”開關被打開和增強，這些啟動因子和增強因子驅動了大腦皮層中與自覺思考和語言相關的腦區的基因表達。相關論文發表在近期的《科學》雜志上。

　　據每日科學網站報道，人類諸多基因與其它靈長類動物非常相似，這表明除了基因本身的變化以外，其變化方式也是受控的，正是這一點把人類和其它動物區分開來。與恒河猴和小鼠相比，這種差異或許解釋了人腦的某些結構和功能為何如此獨特。一些潛在地受這些調控因子引導的生理過程，對人腦的發育至關重要。

　　科維理神經科學研究所研究員、遺傳學副教授詹姆斯·努南說：“構造一個更復雜的大腦皮層可能涉及幾件事，包括制造更多細胞、修改皮層區域功能、改變神經元之間的連接。我們在人類身上發現的調控改變就與這些過程有關。這可能與細胞增殖、皮層花紋結構及其他發育過程的進化改良有關，而這些過程在其他物種中，通常處于保守狀態。”

　　研究人員首先繪制了在腦皮層發育12周內的活躍的調控因子圖，從中找出特殊的生化作用。他們對腦發育中的恒河猴和小鼠也繪制了同樣圖譜，把三者對比發現，有幾千個調控因子在人腦發育中表現出增強的活性。接下來，他們研究了調控增強帶來的生物學效果。利用BrainSpan項目（一個免費訪問的涵蓋人類整個壽命期間腦部基因表達的數據庫）找出了在腦皮層中起協調表達作用的基因組，與他們的發現相比較，確認了多個生理過程與人腦中大量的調控改變有關。

　　論文第一作者斯蒂芬·瑞利說：“人腦被認為是一種極具創新的結構，而在構造哺乳動物大腦皮層這樣一個古老的、極為重要的過程中，這么多調控因子好像扮演了同一個角色，還是令人吃驚的。利用已有工具鼓搗出新的結構特征和功能，這通常是一種進化的標志。”

　　下一步，努南和同事們打算把他們發現的某些調控改變引入到小鼠基因組中，研究這些改變的功能及其對小鼠腦發育的影響。