人類和黑猩猩擁有超過 98% 的 DNA 和 99% 的基因。然而,在外觀和行為上,我們與它們截然不同。在人類或黑猩猩基因組被測序之前的 30 多年裡,科學家們一直推測,這可能是由於共同基因表達自身的方式,而不是基因本身的差異。《自然》雜誌上發表的一項新比較似乎證明了這一理論。
芝加哥大學的遺傳學家約阿夫·吉拉德和他的同事使用一種新技術來檢查四種靈長類動物(人類、黑猩猩、猩猩和獼猴)的肝細胞中的基因。研究人員能夠比較每種動物的 900 多個基因,並評估它們在表達方面的差異。超過一半——60%——根本沒有變化;研究人員在所有四種動物的大多數基因中發現了相同水平的 mRNA——這種分子連線基因和它幫助構建的蛋白質。但有 19 個基因顯示人類和猿類之間的表達發生顯著變化。
吉拉德解釋說:“當我們觀察基因表達時,我們發現獼猴、猩猩和黑猩猩 6500 萬年的進化過程中,變化相當小。[然後]在人類譜系的 500 萬年中,隨之而來的是快速變化,集中在這些特定的基因組上。”
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在人類中被推動更多表達的基因中,幾乎一半涉及轉錄因子——基因編碼的蛋白質,控制其他蛋白質的表達。吉拉德說,透過稍微改變這些主基因,進化可能會對整體表達產生巨大的影響,而不會有太多負面突變的機會。“我不認為我們的結果揭示了一種新的機制,”他補充道。“但它們是高等靈長類動物中第一個經驗性證明,進化可能經常透過基因調控的變化來發揮作用。”
吉拉德推測,人類肝臟遺傳學的相對快速變化可能是飲食持續變化的結果,例如越來越依賴熟食。“烹飪過程中的某些東西可能改變了最大限度獲取營養以及處理動植物食物中天然毒素的需求的生化要求。”
這一發現對醫學和進化論都具有意義:在 100 個最穩定的基因中,有 9 個在改變後與癌症有關。“這些發現表明,關注靈長類動物中表達水平保守的基因可能有助於識別有希望的疾病關聯研究候選基因,”研究人員寫道。它也闡明瞭兩種物種——人類和黑猩猩——擁有如此多的共同基因,卻可能如此不同的原因。