來自耶魯大學醫(yī)學院的研究人員在一項比較基因組學研究中證實，人類發(fā)育四肢中的活性基因受到成千上萬的序列調控，并且這些序列有可能推動了人類手和腳的進化。這項在線發(fā)表在7月3日的《細胞》（Cell）雜志上的研究，并沒有描繪出控制人類四肢發(fā)育的確切遺傳機制，而是為科學家們提供了第一張候選研究因子的全基因組視圖。

　　該研究的資深作者、Kavli研究所研究員、遺傳學副教授James P. Noonan說：“我們現在獲得了一張有可能闡明這些生物學改變的元件目錄表。”

　　在人類發(fā)育早期看到的人類四肢獨有特征，表明遺傳改變是人類胚胎中這些性狀活化的基礎。以往的研究是通過將人類基因組與其他靈長類物種基因組進行比較，來鑒別有可能在人類進化過程中發(fā)生的遺傳序列改變。Noonan和同事們在2008年，利用這種方法鑒別出了一段人類基因調控序列，證實其在發(fā)育四肢中顯示人類特異性的活性，有可能促成了人類拇指的進化。然而，那時候研究人員并不清楚有多少這樣的元件存在于人類基因組中。

　　Cell：塑造人類四肢的“垃圾DNA”

　　為了解答這一問題，Noonan研究小組開始尋找四肢發(fā)育過程中，人類、獼猴和小鼠全基因組中這些調控序列的活性差異。

　　該研究小組采用已知可以識別這些序列的生物化學標記H3K27ac，構建出了每個物種發(fā)育四肢中的活性基因調控序列圖譜。分析結果表明，盡管三個物種的四肢發(fā)育遺傳學大體相似，但有一小部分調控序列：13%的啟動子和11%的增強子在人類胚胎四肢中尤其活躍。這些序列可能從大約2500萬年前人類與獼猴進化分歧以后就獲得了活性。

　　Noonan說，他計劃將一些這樣的人類特異性調控元件轉移到小鼠基因組中，調查它們有可能控制了人類四肢發(fā)育的哪些方面。

　　“了解人類性狀的進化機制非常的困難，因為我們完全不了解重要的遺傳改變有可能在何處?，F在我們正開展這項工作，并且我們獲得了一些實驗性工具來確定這些改變可能造成的生物學效應。我們的研究還為了解發(fā)育過程中出現的其他人類特異特性狀，例如大腦的大小及復雜性增大提供了一張線路圖。”