人與黑猩猩的區別：腦區特異表達基因為黑猩猩的7倍

日本自然科學研究機構與中國科學院上海生命科學研究院、莫斯科斯科爾科沃科技學院、日本自然科學研究機構基礎生物學研究所、京都大學靈長類研究所、京都大學野生動物研究中心及新潟大學腦研究所合作，以人、黑猩猩、大猩猩、長臂猿及獼猴為對象，分析了在功能各異的多個腦區測量的基因表達數據及染色質修飾數據。該研究有助於發現人腦獨有的特徵，加深對人腦的了解。

東京上野動物園的大猩猩和東黑白疣猴（照片/客觀日本）

研發小組詳細分析了4種靈長類動物8個腦區的空間基因表達機理，在人腦中發現顯示出特異性表達變化的多個基因簇（模塊），並確認歸類於該模塊的基因數量為黑猩猩的7倍以上。另外還發現，人類與黑猩猩之間的物種差異主要起因於轉錄因子的表達狀態與結合狀態的差異，而腦區之間的差異主要與啟動子區域的染色質修飾狀態的差異有關。

相關研究結果已於2018年8月1日發表在美國冷泉港實驗室發行的學術雜誌《Genome Research》上。

研發小組根據基因表達共同變化的共表達基因的相似性進行聚類分析，發現了24個模塊，經確認其中4個是人類特異性模塊，1個是黑猩猩特異性模塊；僅在黑猩猩物種中變化的基因為240個，而具有人類特異性表達變化的基因則達到了1851個。研究小組還發現，人類特異性基因表達的一半以上出現在人類海馬體的神經元及星形膠質細胞中（圖1）。

圖1：人類與黑猩猩死亡後腦中的表達變化基因的解析

此外研究小組還發現，人類與黑猩猩之間出現基因表達差異的主要原因在於轉錄因子的表達狀態與結合狀態，而腦區之間的差異主要與啟動子區域的染色質乙醯化狀態的差異有關（圖2）。

圖2：形成物種差異和腦區差異的基因表達調節機制

文 JST客觀日本編輯部

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