雖然所謂的“垃圾DNA”片段常常被認(rèn)為不具有功能，但卻構(gòu)成了大部分的人類(lèi)DNA
新浪科技訊 北京時(shí)間10月22日消息，人類(lèi)的DNA與黑猩猩非常相似，也有很多行為上的相似之處。從進(jìn)化的角度，黑猩猩是我們現(xiàn)存最近的“親戚”。近日，瑞典隆德大學(xué)的干細(xì)胞研究人員發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)DNA中以往常被忽視的部分，即所謂的非編碼DNA，可能導(dǎo)致了人類(lèi)與黑猩猩之間的差異，并可能是人類(lèi)與黑猩猩具有不同大腦工作方式的原因。相關(guān)的研究結(jié)果發(fā)表在近期的《細(xì)胞-干細(xì)胞》（Cell Stem Cell）雜志上。
以往的研究表明，人類(lèi)與黑猩猩的親屬關(guān)系源于大約500萬(wàn)到600萬(wàn)年前的一個(gè)共同祖先，在那之后，二者走上了不一樣的進(jìn)化道路，最終形成了今天的黑猩猩和智人。
研究負(fù)責(zé)人、隆德大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授約翰·雅各布松解釋道：“我們沒(méi)有研究活的人類(lèi)和黑猩猩，而是使用在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的干細(xì)胞。這些干細(xì)胞是由我們?cè)诘聡?guó)、美國(guó)和日本的合作伙伴利用重新編碼的皮膚細(xì)胞培育而成的。然后，我們檢查了其中已經(jīng)發(fā)育為腦細(xì)胞的干細(xì)胞。”
利用這些干細(xì)胞，研究人員培養(yǎng)得到了人類(lèi)和黑猩猩的腦細(xì)胞，并對(duì)這兩種細(xì)胞進(jìn)行了比較。研究人員隨后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于各自的一部分DNA，人類(lèi)和黑猩猩有著不一樣的使用方式，而這似乎在二者的大腦發(fā)育中起著相當(dāng)重要的作用。
研究人員表示，人類(lèi)DNA中的這一部分很讓人意外，因?yàn)檫@種所謂的DNA結(jié)構(gòu)變體之前被稱(chēng)為“垃圾DNA”，具有一長(zhǎng)串重復(fù)的DNA序列，長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為不具備功能。此前，研究人員一直在編碼蛋白質(zhì)的基因部分尋找答案，但這部分基因只占整個(gè)DNA的2%；他們還檢查了蛋白質(zhì)本身，試圖找到差異的例子。
這項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)表明，這種差異似乎存在于編碼蛋白質(zhì)的基因之外，在所謂“垃圾DNA”當(dāng)中。雖然這些DNA片段被認(rèn)為不具有功能，但卻構(gòu)成了大部分的人類(lèi)DNA。
“這表明，人類(lèi)大腦進(jìn)化的基礎(chǔ)是遺傳機(jī)制，而這可能比之前認(rèn)為的要復(fù)雜得多。此前人們認(rèn)為答案就在那2%的蛋白質(zhì)編碼DNA中，”雅各布松說(shuō)，“但我們的研究結(jié)果表明，對(duì)大腦發(fā)育有重要意義的部分可能隱藏在被忽視的98%中。看起來(lái)，這98%具有很重要的作用。這是一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。”
值得一提的是，隆德大學(xué)的研究人員使用了一項(xiàng)革命性的干細(xì)胞技術(shù)，正是該技術(shù)使這類(lèi)研究成為可能。2012年，開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的日本研究人員山中伸彌獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他發(fā)現(xiàn)，某些已經(jīng)特化的細(xì)胞可以被重新編程，發(fā)育成所有類(lèi)型的身體組織。在隆德大學(xué)的研究中，重新編程的皮膚細(xì)胞最后發(fā)育成了腦細(xì)胞。可以說(shuō)，如果沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)，研究人員就不能在符合道德倫理的前提下研究人類(lèi)和黑猩猩之間的差異。
那么，為什么研究人員想要了解人類(lèi)與黑猩猩之間的差異？雅各布松解釋道：“我相信大腦是理解人類(lèi)之所以為人類(lèi)的關(guān)鍵。人類(lèi)如何使用他們的大腦，以此建立社會(huì)、教育后代并發(fā)展先進(jìn)的技術(shù)？這是個(gè)很吸引人的問(wèn)題。”
雅各布松相信，在未來(lái)，這些新發(fā)現(xiàn)可能還有助于從遺傳學(xué)角度回答有關(guān)精神疾病的問(wèn)題，比如精神分裂癥——一種似乎是人類(lèi)獨(dú)有的疾病。他總結(jié)道：“在我們做到這一切之前，還有很長(zhǎng)的路要走。現(xiàn)在，我們可能不僅需要對(duì)這2%的編碼DNA進(jìn)行研究，還必須對(duì)100%的編碼DNA進(jìn)行更深入的研究。這是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的研究任務(wù)。”（任天）
