Para saintis telah mengenal pasti perbezaan genetik antara manusia dan mamalia lain

Para saintis telah mengenal pasti perbezaan genetik antara manusia dan mamalia lain
Para saintis telah mengenal pasti perbezaan genetik antara manusia dan mamalia lain
Anonim

Ahli biologi Amerika mendapati bahawa di zon perkembangan dipercepat - kawasan genom manusia yang jauh berbeza dari segmen serupa di genom mamalia lain - tertumpu terutamanya gen yang menentukan perkembangan evolusi otak. Hasil penyelidikan diterbitkan dalam jurnal Neuron.

Terdapat lebih dari tiga ribu kawasan di genom manusia yang sangat membezakan manusia dengan mamalia lain, termasuk primata. Ahli genetik memanggilnya zon pengembangan dipercepat pada manusia, atau HAR (Kawasan dipercepat manusia).

Penyelidik dari Universiti Harvard, bersama rakan-rakan dari universiti dan institut lain di Amerika Syarikat, melakukan analisis sistematik terhadap semua 3171 wilayah HAR yang sebelumnya dikenal pasti dan mengkaji peranan wilayah-wilayah ini dalam pengawalan gen dalam sel dan tisu pelbagai jenis pada manusia dan tikus. Hasil kajian menunjukkan bahawa lebih daripada separuh daripadanya memainkan peranan penting dalam mempercepat evolusi otak manusia.

"Apa yang menjadikan kita manusia? Ini mungkin salah satu soalan paling menarik dalam ilmu saraf," kata pengarah kajian Christopher Walsh dari Universiti Harvard dan Allen Center for the Evolution of the Human Brain di Harvard Medical School dalam siaran akhbar. Apa yang membezakan otak manusia dari otak lain yang berkait rapat? Meneliti zon perkembangan yang dipercepat pada manusia telah memberi kita cara yang disasarkan untuk mengkaji masalah ini dari sudut genetik."

Telah diketahui sebelum ini bahawa banyak HAR berfungsi sebagai pengatur ekspresi gen di otak, tetapi para saintis tahu sedikit tentang jenis sel otak mereka bekerja, dan pada masa apa mereka menghidupkannya.

"Matlamat kami adalah untuk mengisi jurang pengetahuan mengenai HAR mana yang memainkan peranan penting dalam otak, dan yang mana, untuk mengambil HAR otak yang paling penting dan melakukan ujian yang lebih mendalam mengenai fungsi evolusi mereka," jelas penulis kajian lain. Ellen DeGennaro adalah rakan di Jabatan Genetik dan Genomik di Harvard Medical School.

Untuk memenuhi cabaran ini, Walsh dan rakan-rakannya mengembangkan pendekatan baru yang disebut CaptureMPRA, berdasarkan inversi molekul berasaskan probe dari urutan HAR yang disasarkan dan DNA sekitarnya.

Mereka kemudian mengenal pasti perbezaan penting dalam fungsi kawasan genom yang serupa antara manusia dan simpanse. Dengan menggabungkan penemuan ini dengan data epigenetik mengenai HAR dalam sel-sel saraf janin manusia, penulis mengenal pasti HAR yang memainkan peranan penting dalam pengurusan perkembangan otak manusia.

Ternyata banyak HAR sebenarnya bertindak sebagai penambah perkembangan sistem saraf, dan penemuan menunjukkan bahawa ketika urutan manusia ini menyimpang dari mamalia lain, peranan mereka sebagai penambah saraf meningkat.

"Karya kami merupakan langkah penting dalam mempelajari banyak wilayah genom sekaligus. Ini membantu kami mengumpulkan gambaran evolusi otak manusia yang sangat kompleks tetapi menarik," kata Walsh.

Hasil kajian menunjukkan bahawa evolusi otak manusia merangkumi perubahan dalam puluhan bahkan ratusan kawasan genom, dan bukan hanya pada satu gen penting.

Disyorkan: