人类的进化不仅仅是乐谱，还有演奏的方式

杜克大学医学院分子遗传学和微生物学助理教授克雷格·洛博士说:“许多我们认为是人类独有的、人类特有的特征，可能都是在那个时期出现的。”在我们与黑猩猩的共同祖先分离后的750万年里。

具体来说，研究人员称之为人类祖先快速进化区域(HAQERS)的DNA序列调节基因。它们是告诉附近基因何时开启和关闭的开关。研究结果发表在11月23日的杂志上细胞．

洛说，基因组中这些区域的快速进化似乎起到了调节控制的作用。随着序列发展成为调控区域，更多的开关被添加到人类操作系统中，它们被更精细地调整以适应环境或发育的线索。总的来说，这些变化对我们人类是有利的。

洛说:“它们似乎在引起基因启动方面特别特定，我们认为只是在发育的特定时期的某些细胞类型中，或者甚至是在环境以某种方式改变时启动的基因中。”

很多这种基因组创新是在大脑发育和胃肠道中发现的。洛说:“我们看到这些组织中有很多调节元素正在启动。”“在这些组织中，人类正在改进哪些基因在何种水平上表达。”

今天，我们的大脑比其他类人猿更大，而我们的内脏更短。洛说:“人们假设这两者甚至有联系，因为它们是两种非常昂贵的代谢组织。”“我认为我们所看到的是，并不是真正有一种突变给了你一个大的大脑，也不是一种突变真正击中了肠道，它可能是随着时间的推移而发生的许多这种小变化。”

为了产生新的发现，Lowe的实验室与杜克大学的同事Tim Reddy合作，Tim Reddy是生物统计学和生物信息学的副教授，Debra Silver是分子遗传学和微生物学的副教授，利用他们的专业知识。雷迪的实验室能够同时观察数百万个基因开关，而西尔弗正在观察发育中的老鼠大脑中的开关。

洛说:“我们的贡献是，如果我们能把这两种技术结合起来，那么我们就可以在这种复杂的发育组织中观察到数百个开关，这是你无法从细胞系中获得的。”

洛说:“我们想要识别人类全新的开关。”通过计算，他们能够推断出人类和黑猩猩祖先的DNA是什么样的，以及已经灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人的血统。研究人员能够比较这些后黑猩猩亲属的基因组序列，这要感谢2022年诺贝尔奖得主Svante的开创性工作创建的数据库Pääbo。

“所以，我们知道尼安德特人序列，但让我们测试尼安德特人序列，看看它是否真的能打开基因，”他们这样做了几十次。

洛说:“我们证明了，哇，这真的是一个开关，可以打开和关闭基因。”“看到新的基因调控来自全新的开关，而不仅仅是对已经存在的开关进行重新布线，真的很有趣。”

除了HAQERs赋予人类的积极特征外，它们还可能与一些疾病有关。

我们大多数人都有非常相似的HAQER序列，但也有一些差异，“我们能够证明这些变异往往与某些疾病相关，”Lowe说，即高血压、成神经细胞瘤、单极性抑郁症、双相抑郁症和精神分裂症。Lowe说，其作用机制尚不清楚，在这些领域还需要做更多的研究。

“也许人类特异性疾病或人类对这些疾病的特异性易感性将优先映射回这些只存在于人类的新基因开关，”Lowe说。