破译“造人”密码 基因工程追溯人类进化

科学家将HARE5增强子插入小鼠胚胎

2006年，美国加州大学圣克鲁兹分校计算学家宣布，他们瞥见了让人类之所以为人的DNA。他们比较了脊椎动物的基因序列，并设计出一个包含约50个DNA区域的列表，这些区域在许多动物中完全相同，但在人体内发生了变化。该研究小组认为，这些序列的变化对人类进化十分重要，它们让人类拥有大脑袋、直立行走、饮食范围宽泛以及其他成功的特点。

到2008年，有20多个生物信息学研究为该列表添加了数百个独一无二的人类基因序列，而且，对此类基因的追逐持续至今。但近10年后，证实这些DNA序列(基因、调控序列和其他基因元素)塑造人类起源的进展并不大。我们对人类基因出现的(与进化有关的)特异性变化知道得少得令人汗颜。北卡罗来纳州杜克大学进化生物学家GregWray说，你可以想象(它们的角色)，但这只是其中一部分。

寻找独特基因

现在，在基因工程和实验鼠的帮助下，研究人员开始查明这些基因如何帮助人类拥有独一无二的特性。若干研究小组通过向老鼠胚胎插入人类DNA获得了线索。但这些研究并未坚持到底。这些研究没有使得老鼠将新的DNA整合到其基因组中，这一步骤有可能评估人类基因序列如何影响一个有机体的解剖学和功能。

不过，通过该努力，Wray和杜克大学发育神经生物学家DebraSilver，观察了人类调控元件HARE5是如何改变小鼠的。研究显示，携带人类HARE5的小鼠胚胎形成的大脑大了12%。HARE5可以很容易地成为人类大脑如何扩展的重要部分。俄亥俄州肯特州立大学生物人类学家MaryAnnRaghanti说，它开辟了关于大脑进化可能性的整个世界。

对于Wray而言，最有趣的问题是人类起源。这一问题诱使他和其他研究人员在10年前就投身该领域。最初，他们比较了人类和小鼠基因，很快又开始寻找人类和其他灵长类动物间有意义的差别。

2005年，华盛顿大学遗传学家EvanEichler及同事对比了人类和黑猩猩基因组，以寻找人类独有的DNA副本。结果发现，33%的人类所有的DNA不存在于黑猩猩体内。4年后，Eichler研究小组更进一步，确定人类基因拥有名为增强子的额外副本和调节区。

一个名为SRGAP2的基因在黑猩猩体内有一对副本但在人体内有6个副本，这引发了Eichler的兴趣。根据其与原始基因间的差别的数量，最初的副本产生自340万年前，100多万年后，第二个副本出现，并创造了一个具有新功能的更短的基因。

得与失

2012年，哥伦比亚大学神经系统学家FranckPolleux及其同事在《细胞》杂志上报告称，当将其插入老鼠胚胎正在发育的大脑中后，这个更短的基因能引发啮齿动物器官中的细胞迁移得更远，并能生长更多脊椎。