人與猿類如何在進化中“甩掉”尾巴
科技日報北京2月28日電 (記者張夢然)猴子有尾巴,而人類和猿類的尾巴卻在進化中消失了,是什么在其中起了關(guān)鍵作用?《自然》28日發(fā)表的一篇論文,報道了人類和猿類演化掉尾巴的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。
一種猿類特異性遺傳成分,插入一個尾巴發(fā)育相關(guān)的基因,就會導(dǎo)致一種新的蛋白質(zhì)異構(gòu)體的產(chǎn)生。這在胚胎發(fā)育模型中會影響尾部伸長,意味著這種成分會促進人與猿類尾巴的縮短或退化。此外,科學(xué)家認為,失去尾巴的演化過程或?qū)е氯伺c猿類更容易出現(xiàn)神經(jīng)管畸形。
與其它靈長類物種不同,人科猿類——包括人類、黑猩猩、大猩猩、紅毛猩猩和長臂猿都沒有尾巴。尾巴的消失,是人類和其它猿類演化中最顯著的身體變化之一。不過,演化掉尾巴的遺傳學(xué)機制一直有待闡明。
此次,包括美國紐約大學(xué)朗格尼健康中心科學(xué)家在內(nèi)的研究團隊,篩查了與脊椎動物尾巴發(fā)育相關(guān)的140個基因,尋找可能導(dǎo)致猿類失去尾巴的變化。他們認為,Alu元件插入猿類祖先的Tbxt基因(與有尾動物的尾巴發(fā)育相關(guān))可能促進了尾巴的消失。為檢測這種理論,他們構(gòu)建了表達Tbxt基因不同形式的小鼠模型,包括兩種外顯子跳躍異構(gòu)體(在猿類中這種異構(gòu)體可通過插入Alu誘導(dǎo))。
團隊發(fā)現(xiàn),表達兩種Tbxt形式的小鼠皆沒有尾巴,或尾巴變短,具體取決于胚胎尾芽表達的相對數(shù)量。這是證明外顯子跳躍Tbxt異構(gòu)體導(dǎo)致尾巴消失的證據(jù)。此外,他們還發(fā)現(xiàn)表達外顯子跳躍Tbxt異構(gòu)體的小鼠可能會出現(xiàn)神經(jīng)管畸形,這種疾病在每1000個人類新生兒中約有一例。
研究人員指出,神經(jīng)管畸形可能是尾巴在演化中消失的適應(yīng)代價。神經(jīng)管畸形到今天仍在影響人類,包括由于脊髓在子宮內(nèi)發(fā)育不完全導(dǎo)致的脊柱裂。
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