确定了塑造人类颅底的基因变异

与其他密切相关的古人类物种和灵长类动物相比,人类(智人)具有独特的特征,包括头骨底部的形状。这些特征背后的进化变化对于我们大脑尺寸的进化具有重要意义。现在,在《人类遗传学杂志》最近发表的一项研究中,来自东京医科牙科大学 (TMDU)、赫尔辛基大学和巴塞罗那大学的一个团队分析了导致这种独特的人类颅底形态的基因组变异。人类进化过程中发生的大多数基因组变化并不直接发生在基因本身,而是发生在负责控制和调节

与其他密切相关的古人类物种和灵长类动物相比,人类(智人)具有独特的特征,包括头骨底部的形状。这些特征背后的进化变化对于我们大脑尺寸的进化具有重要意义。现在,在《人类遗传学杂志》最近发表的一项研究中,来自东京医科牙科大学 (TMDU)、赫尔辛基大学和巴塞罗那大学的一个团队分析了导致这种独特的人类颅底形态的基因组变异。

人类进化过程中发生的大多数基因组变化并不直接发生在基因本身,而是发生在负责控制和调节基因表达的区域。这些相同区域的变异通常与遗传条件有关,导致整个发育过程中基因表达异常。因此,识别和表征此类基因组变化对于了解人类发育和疾病至关重要。

基础颅骨区域(颅骨底部与颈部骨骼的连接处)的发育是智人进化的关键,因为我们发展出了高度弯曲的颅底,使我们的大脑尺寸得以增加。因此,影响该区域发展的变异可能对我们的进化非常重要。

首先,研究小组寻找 DNA 密码中单个字母的变异,称为单核苷酸多态性 (SNP),与其他已灭绝的古人类相比,这些变异导致智人基颅区域的基因调控不同。其中一个 SNP 很引人注目,位于一个名为TBX1的基因中。

然后,他们使用细胞系表明,称为“rs41298798”的 SNP 位于调节TBX1基因表达水平的区域,并且在已灭绝的古人类中发现的 SNP 的“祖先”形式与较低的TBX1表达,而在智人中发现的形式则为我们提供了较高水平的TBX1。

“然后,我们采用了TBX1表达较低的小鼠模型,”主要作者 Noriko Funato 解释道,“这导致头骨底部的形态发生明显改变,并且骨骼融合在一起的软骨关节过早硬化,限制了生长头骨的能力。” Tbx1敲除小鼠的变化让人想起已知的尼安德特人的基本颅骨形态。

这些形态变化也反映在与较低TBX1基因剂量相关的人类遗传状况中,例如迪乔治综合征和腭心面综合征,进一步表明这种遗传变异在我们独特的颅底形态进化中的重要性。

这种基因组变异的鉴定揭示了人类进化,并提供了对与TBX1基因低表达相关的常见遗传条件的深入了解,为更好地理解和管理这些条件铺平了道路。

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