Nature子刊：四十年前旧假说获得新证
大约四到六百万年前，人类与黑猩猩从进化树上分支开来。科学家们认为，基因调控序列的突变，在这一进化过程中起主要作用。现在，康奈尔大学的一项新研究，为这一理论提供了进一步的证据，文章发表在Nature Genetics杂志上。
人类和黑猩猩的蛋白差异很小，相似度超过99%。大约四十年前，科学家们在此基础上提出了一个假说，认为基因调控在人类进化中起着关键性的作用。而这项新研究，为这一假说提供了重要证据。
“这是迄今为止，针对人类调控序列演化的，最直接的综合性分析，”文章的资深作者，康奈尔大学副教授Adam Siepel说。
人类基因组中的蛋白编码基因只有不到2%，这些蛋白组成生物学通路，影响着生物的外形、行为和健康情况。不过，人们对其余98%的基因组还了解得比较少。1960年人们发现，一些非编码的DNA序列，控制着基因的开关，以及基因的表达量，这些序列是基因附近的转录因子结合位点。
研究显示，转录因子结合位点中的弱有害突变(weakly deleterious mutation)，几乎是蛋白编码基因处的三倍。这些突变会使个体更易于患病，但通常并不严重。弱有害突变在群体中并不多见，而且会随着时间推移被逐渐淘汰。许多遗传性的人类疾病，都与弱有害突变有关。
突变有时也会给基因赋予更有利的特性，使其在群体中越来越多见，这样的过程被称为正向选择。研究人员分析了血细胞、脑功能和免疫相关基因的调控序列，发现“转录因子结合位点显示出相当大量的正向选择，”文章的第一作者Leonardo Arbiza说。
“总的来说，转录因子结合位点的进化灵活性要大于蛋白编码基因，”Siepel说。“这为我们理解人类进化和疾病提供了重要启示。”
研究人员采用被称为INSIGHT的新计算方法，结合大量数据进行分析，并通过比较人类和猩猩的基因组序列，在基因调控片段中找到了自然选择的证据。
“可以说，转录因子结合位点是我们最为了解的调控元件，”Arbiza说。“如果要研究基因表达调控的演化，它是一个很好的起始点。”研究人员还指出，INSIGHT可以用来对其他调控序列进行分析，例如micro-RNA和其他涉及基因调控的非编码分子。
