ASHG2017|基因組中的大片段重復讓人類與眾不同

　　美國人類遺傳學協會（ASHG）2017年會于本周在佛羅里達州奧蘭多舉行。這是遺傳學界的一大盛事，每年吸引數千名科學家參加。在會議上，他們介紹遺傳學各個方面的研究進展。

　　10月17日，加州大學戴維斯分校的Paulina Carmona-Mora介紹稱，人類基因組中的大片段非編碼DNA的重復可能造成人類與非人靈長類動物之間的差異。鑒定這些重復及其對性狀和行為的影響，也許有助于解釋遺傳對人類疾病的貢獻。

　　Paulina Carmona-Mora、Megan Dennis博士及其同事研究了人類特異重復（HSD）的歷史，這些超過1,000 bp的DNA片段在人類中重復出現，而靈長類動物或其他動物卻沒有。在這項研究中，他們重點關注不編碼基因但調控其他基因表達的HSD區域。

　　“這些調控元件的獨特之處在于，它們往往影響同一染色體上附近基因以及基因組中其他區域的表達，”Dennis博士說。“這意味著一個重復可能影響許多基因，擴大其影響。”

　　Dennis博士解釋說，這些 有98％是相同的，因此很難區分它們。在許多以前的基因組分析中，它們往往被舍棄。 于是，研究人員開始創建一個新的人類參考基因組，其中包含了重復部分。 這使得他們能夠鑒定含有增強子的調控區域，并評估它們對各個器官和組織的基因表達的影響。

　　例如，SRGAP2片段的重復發生在300萬年前，可能與一些人類特異的神經學性狀相關聯，比如大腦的前額葉皮層更大，腦細胞之間的連接更有效。當研究人員在實驗室小鼠胚胎中表達人類特異的SRGAP2C時，小鼠產生類似結果。除了SRGAP2C，許多含有HSD的基因都與神經發育相關聯，有些也對免疫應答產生影響。

　　Dennis博士表示，研究結果指出了人類和靈長類動物之間的差異，并暗示什么讓人類變得獨一無二。此外，許多傾向重復的基因組區域都與神經學特征相關，這也指明了未來的研究方向，讓科學家可挖掘神經系統疾病背后的遺傳機制，比如自閉癥、癲癇和精神分裂癥。

　　研究人員目前正在比較各種組織類型之間的基因表達水平，以驗證他們發現的增強子區域。他們還評估重復的引入對附近片段的結構和功能的影響。最后，他們也在測定原始（祖先）片段與后代的重復版本之間的差異，以及對功能的潛在影響。

　　Carmona-Mora 表示：“我們往往將DNA視為線性序列，但這些結果提醒我們，它們是不斷變化的。我們激動地發現，不僅僅是基因的重復在人類進化中發生作用，調控元件的重復也是如此。”