在能量代谢和人类大脑进化中起关键作用的总开关

长期以来，科学家们一直通过比较动物研究来更好地理解人类进化的细微差别，从创造不同的身体结构到出现完全强大而独特的特征结构，包括人类的大脑。

现在，一项新研究发表在《科学》高级网络版上分子生物学与进化，通讯作者Katja Nowick和Robert Querfurth等人探索了全球基因调节因子GABPa，以更好地了解其作为主开关的影响。他们的工作集中在人类特定的DNA区域，这些区域可能会导致人类进化关键功能包括细胞能量，分裂和死亡，以及从脑部疾病到糖尿病的疾病。

许多GABPa基因调控位点被发现显著富集于基因GABPa缺陷与阿尔茨海默氏症、帕金森病、乳腺癌和自闭症有关，对人类独有的大脑、中枢神经系统和脊髓功能至关重要，这是未来研究的一个成熟领域。

GABPa通过四个高度保守的DNA字母的串联重复发挥其深远的基因组影响。GGAA共识基序在所有灵长类动物、小鼠、狗和奶牛中都被发现控制着基因，这强调了它在这些动物中的重要性。通过在人类细胞系中进行ChIP-Seq实验，该小组发现，GABPa在11,619个假定的GABPa结合位点上发挥其影响，这些位点代表了近4,000个基因。

通过将人类GABPa结合位点与34种哺乳动物的类似序列进行彻底的序列比较，他们确定了224个人类独有的GABPa结合位点。比较黑猩猩、猕猴和人类细胞系，并将GGAA序列突变到更古老的状态，以确定这些变化如何影响GABPa功能，他们进一步缩小了其功能范围。例如，当将人类GABPa结合位点引入灵长类细胞时，18例中有17例的基因表达增加了5倍，这表明最近人类GABPa突变导致了更高的基因表达，并推动了新的、独特的人类功能进化。

通讯作者Katja Nowick说:“导致基因活动调节变化的突变是进化过程中塑造物种的主要因素之一。”“我们的研究表明，在我们与其他类人猿不同的数百万个DNA区域中，我们可以筛选出那些对特定调节蛋白做出反应的区域，这些区域会导致基因活性发生变化人类细胞。在这组研究中，我们发现了与大脑和乳房发育有关的基因，以及与阿尔茨海默病和帕金森病等疾病有关的基因。”

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