挑战理论：基因调控导致人成为人

来自杜克大学生物学系，基因组科学与政策研究院（Institute for Genome Sciences and Policy）的研究人员发现人类和黑猩猩之间的差异并不如我们之前认为的那么大——其中99%都是相同的，而且令科学家们惊讶的是，人之所以成为人，并不是由于基因差异，而是由于这些基因如何被利用，也就是说，基因调控驱动人类进化成人类。这一研究成果公布在《Nature Genetics》杂志上。

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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）是与人类最为接近的灵长类动物之一。据《Nature》杂志在线新闻报道，研究人员在2003年12月10日公布了黑猩猩的基因组草图。他们认为，黑猩猩的基因组至少有99％是与人类相同的，一样也拥有30亿个碱基对。

而对于这份黑猩猩的基因组草图的解读，也在2005年9月1日正式由《Nature》杂志正式发布。《Nature》同时组织专刊，围绕这一实践进行了集中报道。科学家们希望从黑猩猩基因组与人类基因组之间的差别中揭示自然造就人的奥秘。或许这些差异就隐藏在控制大脑发育和语言的基因中，或者是在控制人类特别的疾病如阿尔茨海默氏症、艾滋病或疟疾的基因中。科学家们已经将黑猩猩的基因组数据放入了公共数据库中，便于研究人员使用。

比较人与黑猩猩的基因组，是生物学家长久以来的一个梦想。大约600万年前，人类和黑猩猩从它们的共同祖先中分离出来，走上了不同的进化道路。这两个物种的遗传差异只有百分之几，那么是什么造就了人类的独特性？当时的研究发现超过50个属于人类的基因在黑猩猩基因组中丢失或者被部分地删除了。例如，有3个和炎症相关的基因就在黑猩猩基因组中被删除了。科学家认为，这可能有助于解释人和黑猩猩在免疫和炎症方面的差异。但是从基因得失的角度看，人类也并非总是走运：人类失去了一个名为caspase－12的基因的功能。这个基因有助于其他动物阻止阿尔茨海默氏症（俗称老年痴呆症）的发生。

然而近期（8月10日）的《Science》杂志上，耶鲁大学的研究人员采用新方法分析基因启动子序列变异，对基因调节推动进化有了新的了解。由于DNA调节区域或启动子的核苷酸序列要比对应的蛋白质编码区域序列变化多，因此比较相关物种的基因调节情况就变得很困难。启动子的这种变化使得利用标准的计算机比较方法很难确定它们。研究人员指出，尽管与DNA调节区域结合的许多分子已经被确定为转录因子，但这项新的研究则证实他们能够从功能上描绘这些相互作用并确定出特定的靶标启动子。研究人员惊讶地发现，即使亲缘关系很近的酵母种，其调节模式也明显不同。

同样，这篇来自杜克大学的研究人员完成的研究则是针对黑猩猩，人类以及猕猴（rhesus macaque，又称为恒河猴，是一种与人类亲缘关系稍远的灵长类动物，其基因组88%与人类相似）的6280个基因，寻找这些基因的调控序列。

文章作者Ralph Haygood表示，“正选择，即一个物种获得的能帮助生存和繁殖衍生的遗传改变，其实靶向的是大脑和神经系统，以及营养方面的许多基因的调控。”

许多研究都在寻找神经系统发育过程相关的基因的编码区域的大差异，但是目前都不能成功的发现，而杜克大学的研究小组认为他们的发现是第一次在全基因组的范围内研究不同物种的调控序列的进化。

一些研究已经在免疫系统，嗅觉和精子制造等方面的编码区域中发现了这些物种的极大差异，但是神经相关基因的编码区域则在这些研究中被认为只有很少的正选择的痕迹。