來(lái)自耶魯大學(xué)醫學(xué)院的研究人員在一項比較基因組學(xué)研究中證實(shí)，人類(lèi)發(fā)育四肢中的活性基因受到成千上萬(wàn)的序列調控，并且這些序列有可能推動(dòng)了人類(lèi)手和腳的進(jìn)化。這項在線(xiàn)發(fā)表在7月3日的《細胞》（Cell）雜志上的研究，并沒(méi)有描繪出控制人類(lèi)四肢發(fā)育的確切遺傳機制，而是為科學(xué)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(xué)副教授James P. Noonan說(shuō)：“我們現在獲得了一張有可能闡明這些生物學(xué)改變的元件目錄表。”

　　在人類(lèi)發(fā)育早期看到的人類(lèi)四肢獨有特征，表明遺傳改變是人類(lèi)胚胎中這些性狀活化的基礎。以往的研究是通過(guò)將人類(lèi)基因組與其他靈長(cháng)類(lèi)物種基因組進(jìn)行比較，來(lái)鑒別有可能在人類(lèi)進(jìn)化過(guò)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(lèi)基因調控序列，證實(shí)其在發(fā)育四肢中顯示人類(lèi)特異性的活性，有可能促成了人類(lèi)拇指的進(jìn)化。然而，那時(shí)候研究人員并不清楚有多少這樣的元件存在于人類(lèi)基因組中。

　　Cell：塑造人類(lèi)四肢的“垃圾DNA”

　　為了解答這一問(wèn)題，Noonan研究小組開(kāi)始尋找四肢發(fā)育過(guò)程中，人類(lèi)、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(xué)標記H3K27ac，構建出了每個(gè)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(gè)物種的四肢發(fā)育遺傳學(xué)大體相似，但有一小部分調控序列：13%的啟動(dòng)子和11%的增強子在人類(lèi)胚胎四肢中尤其活躍。這些序列可能從大約2500萬(wàn)年前人類(lèi)與獼猴進(jìn)化分歧以后就獲得了活性。

　　Noonan說(shuō)，他計劃將一些這樣的人類(lèi)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(lèi)四肢發(fā)育的哪些方面。

　　“了解人類(lèi)性狀的進(jìn)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。現在我們正開(kāi)展這項工作，并且我們獲得了一些實(shí)驗性工具來(lái)確定這些改變可能造成的生物學(xué)效應。我們的研究還為了解發(fā)育過(guò)程中出現的其他人類(lèi)特異特性狀，例如大腦的大小及復雜性增大提供了一張線(xiàn)路圖。”