中國科學院昆明動物研究所28日發布消息稱，該所與北京大學、中國科學院數學與系統科學研究院合作，首次產生非人靈長類動物的高精度三維基因組學圖譜資源，并通過跨物種多組學分析，發現人類特異的染色質結構和腦發育調控元件，為闡明人類大腦發育的進化機制提供新思路和證據。
相關研究成果于日前在線發表在國際頂尖期刊《細胞》上。
“人類所有器官包括大腦的形成均通過發育過程實現。其中，人類獨特的腦發育模式源于在進化過程中基因組不斷積累的功能性突變。”中科院昆明動物研究所研究員宿兵介紹，獼猴與人類具有較近的親緣關系，是人類大腦起源、發育機制和腦疾病研究的理想動物模型。
科研團隊通過學科交叉合作，開展跨物種腦發育3D基因組的研究。他們先是利用全基因組染色質空間構象捕獲技術，構建中國獼猴胎腦神經發育高峰期的高分辨3D基因組圖譜。這是目前包括人類在內的靈長類大腦分辨率最高的3D基因組圖譜，分辨率達到1.5kb，可以高精度地解析腦發育中基因組的空間組織方式。
同時，科研人員還解析獼猴胎腦的轉錄組圖譜、染色質開放區圖譜以及染色質錨定蛋白CTCF的分布圖譜，首次構建出獼猴胎腦發育的染色質精細空間構象，鑒定包括染色質區室、染色質拓撲結構域和染色質環等不同尺度的染色質構象，以及基因組在大腦發育中發揮重要作用的調控元件。
通過與已發表的公共數據整合，科研人員進行人類、獼猴和小鼠的跨物種3D基因組比較，發現眾多人類特異染色質結構，總數達1765個。這些人類特異染色質結構的調控模式，揭示大腦發育在人類祖先中進化出更為精細的轉錄調控網絡。
此外，研究團隊還發現，基因組中很多人類特異突變，可能導致在人類大腦發育中產生新的轉錄因子結合位點，并形成人類特異的染色質高級結構。(記者 胡遠航)
關鍵詞： 人類大腦進化
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