生物通報道：大約四到六百萬年前，人類與黑猩猩從進化樹上分支開來。科學家們認為，基因調(diào)控序列的突變，在這一進化過程中起主要作用?，F(xiàn)在，康奈爾大學的一項新研究，為這一理論提供了進一步的證據(jù)，文章發(fā)表在Nature Genetics雜志上。人類和黑猩猩的蛋白差異很小，相似度超過99%。大約四十年前，科學家們在此基礎上提出了一個假說，認為基因調(diào)控在人類進化中起著關鍵性的作用。而這項新研究，為這一假說提供了重要證據(jù)。
“這是迄今為止，針對人類調(diào)控序列演化的，zui直接的綜合性分析，”文章的資深作者，康奈爾大學副教授Adam Siepel說。人類基因組中的蛋白編碼基因只有不到2%，這些蛋白組成生物學通路，影響著生物的外形、行為和健康情況。不過，人們對其余98%的基因組還了解得比較少。1960年人們發(fā)現(xiàn)，一些非編碼的DNA序列，控制著基因的開關，以及基因的表達量，這些序列是基因附近的轉錄因子結合位點。
研究顯示，轉錄因子結合位點中的弱有害突變（weakly deleterious mutation），幾乎是蛋白編碼基因處的三倍。這些突變會使個體更易于患病，但通常并不嚴重。弱有害突變在群體中并不多見，而且會隨著時間推移被逐漸淘汰。許多遺傳性的人類疾病，都與弱有害突變有關。突變有時也會給基因賦予更有利的特性，使其在群體中越來越多見，這樣的過程被稱為正向選擇。研究人員分析了血細胞、腦功能和免疫相關基因的調(diào)控序列，發(fā)現(xiàn)“轉錄因子結合位點顯示出相當大量的正向選擇，”文章的*作者Leonardo Arbiza說。
“總的來說，轉錄因子結合位點的進化靈活性要大于蛋白編碼基因，”Siepel說。“這為我們理解人類進化和疾病提供了重要啟示。”研究人員采用被稱為INSIGHT的新計算方法，結合大量數(shù)據(jù)進行分析，并通過比較人類和猩猩的基因組序列，在基因調(diào)控片段中找到了自然選擇的證據(jù)。
“可以說，轉錄因子結合位點是我們zui為了解的調(diào)控元件，”Arbiza說。“如果要研究基因表達調(diào)控的演化，它是一個很好的起始點。”研究人員還指出，INSIGHT可以用來對其他調(diào)控序列進行分析，例如micro-RNA和其他涉及基因調(diào)控的非編碼分子。 
（生物通編輯：葉予）