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基因组如何参与人类进化过程?看科学家揭秘大

近日,中科院昆明动物所、北京大学和中科院数学院等单位合作,通过对中国猕猴胎脑的研究,构建了非人灵长类迄今最高分辨率的大脑三维基因组图谱,并揭示了基因组参与人类大脑发育的进化机制。这一研究成果日前在国际学术期刊《细胞》发表。

人类的基因组通常长约2米,折叠在仅有10微米的细胞核中。基因组在细胞核三维空间中的有序折叠,对发育过程至关重要。 科研团队通过全新技术,构建了中国猕猴胎脑神经发育高峰期的高分辨三维基因组图谱,可以高精度地解析脑发育中基因组的空间组织方式。

中科院昆明动物所研究员 宿兵: 它的分辨率可以达到1500个核苷酸碱基,也就是说在基因组上只要大于1500个核苷酸的长度的染色质之间的空间的相互作用,我们都可以看到。这样的分辨率是目前在灵长类里面,包括人类在内分辨率最高的一个大脑三维基因组图谱。

通过对人类、猕猴和小鼠的跨物种三维基因组比较,科研团队发现了1700多个的人类特异染色质结构的基因组位点。这些人类特异的染色质环内部的调控模式,提示大脑发育在人类祖先中进化出了更精细的转录调控网络。

中科院昆明动物所研究员 宿兵: 这个研究的主要的意义是,我们可以发现人类的基因组在进化过程中产生了什么特殊的、人类特有的遗传调控元件,为解析人类大脑起源的遗传基础提供佐证。 另一方面,我们通过对人类大脑发育模式的了解,也有助于了解人类脑疾病发生的这种发病机理,为未来脑疾病的治疗提供基础理论方面的支撑 。