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人类基因组中的3000多个区域在人类中与任何其他哺乳动物都有很大的不同，包括我们最亲密的灵长类亲戚
现在，9月2日发表在《神经元》杂志上的一项研究有证据证实，这些所谓的人类加速区(HARs)中有近一半在改写人类大脑发育过程中发挥了重要作用，为人类进化的遗传基础提供了重要的见解
“也许神经科学中最有趣的问题之一是，‘是什么让我们成为人类？’哈佛大学和艾伦人脑进化发现中心的克里斯托弗·沃尔什说
“具体来说，人类大脑与其他密切相关物种的大脑有何不同？观察人类加速区域为我们提供了一个非常有针对性的方法，从基因的角度来研究这个问题
" 为了系统地确定先前鉴定的3171个HARs中的哪一个最有可能对人类大脑皮层的最近进化做出贡献，研究人员在对多种人类和小鼠细胞类型和组织的研究中检查了这些区域在调节基因中的作用
沃尔什实验室该研究的第一批作者之一艾伦·德根纳罗解释说:“我们知道，进入这项研究后，许多har可能会作为大脑中基因表达的调节者，但我们对它们在大脑中的哪种细胞类型、在哪里或在人类寿命的什么时间工作知之甚少。”
“我们的目标是填补这些知识空白，了解哪些HARs在大脑中有重要作用，以及如何发挥作用，以便我们和其他研究人员能够利用最重要的‘大脑HARs’，对它们的进化功能进行更深入的测试。”
" 为了克服早期方法的局限性，沃尔什和他的同事开发了一种叫做CaptureMPRA的实用方法
新方法利用条形码分子反转探针来捕获目标序列，该序列捕获整个HAR元素及其周围的DNA，克服了现有技术的一些限制
利用这种方法，他们寻找人类和黑猩猩之间HAR增强子功能的重要差异
雪貂小脑的薄切片，有星形胶质细胞(黄色)和表达PPP1R17的细胞(蓝色)
信用:艾伦·德根纳罗 小鼠小脑的薄切片，表达PP1R17的细胞用绿色标记
信用:艾伦·德根纳罗 他们还将这一数据与人类胎儿神经细胞中的HARs表观遗传学数据相结合，以确定在指导人类特定大脑发育方面可能具有重要作用的HARs
与身体其他器官相比，他们发现的一些活动是大脑特有的
他们还发现，与成年人的大脑相比，胎儿大脑中某些细胞类型的活动更为特异
研究人员报告说，总的来说，新的发现表明，许多har确实表现为神经发育增强剂
新的数据表明，随着这些人类序列与其他哺乳动物的差异，它们作为神经元增强子的作用大大增加
研究人员还表明，特别是一种由HAR调控的基因，称为PPP1R17，在非灵长类动物和灵长类动物之间以及非人灵长类动物和人类之间的细胞类型和发育表达模式都发生了快速变化
他们继续表明，PPP1R17减缓了神经祖细胞在细胞周期中的进程
这是值得注意的，因为已知非人灵长类动物和人类细胞周期的延长会迫使神经发育减慢，而神经发育是人脑的一个重要特征
新发现定义了许多在神经元基因调控程序中起关键作用的HARs据研究人员称，近一半的HARs在神经细胞和组织中显示出可再现的染色质可及性和增强子活性
他们还开发了一个易于搜索的在线资源(HARHub)，由新数据和以前发布的常见和罕见人类HAR序列变异数据集组成
这个数据库现在成为科学家们进行更多发现的资源
它已经提供了有趣的见解
沃尔什说:“我们的工作为同时研究许多基因组区域提供了重要进展，帮助我们拼凑出非常复杂但引人注目的人脑进化图景。”
“我们的数据表明，人类大脑的进化涉及基因组中几十个甚至数百个位点的变化，而不仅仅是一个关键基因的变化
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