人間とチンパンジーの神経発達中の人間の加速領域の3次元インタラクトムの解明

科学分野:

• 進化生物学
• 神経科学
• ゲノミクス

背景:

• 人間の加速領域 (HAR) は人間の脳の進化と関連しています
• HARsによって制御される特定の遺伝子と経路を理解することは依然として課題です.

研究 の 目的:

• 人とチンパンジーの神経幹細胞の保存された遺伝子標的を特定する.
• HAR関連遺伝子の機能的濃縮と差異的発現を調査する.
• 遺伝子調節による人間の脳進化における HARsの役割を調査する.

主な方法:

• 人とチンパンジーの神経幹細胞 (NSC) で1,590のHARおよびそのオートログのための2,963の保存された遺伝子標的の特定.
• 保存され,種特有のターゲットのための遺伝子オントロジーの濃縮の分析.
• NSCと霊長類の脳における異なる発現遺伝子 (DEGs) とのHAR標的遺伝子発現の比較
• ヒト胎児の脳の特定の細胞タイプにおけるHAR標的遺伝子発現の検査

主要な成果:

• HARsの保存された遺伝子標的は神経発達機能のために著しく強化されています.
• これらの保存された標的は,ヒトとチンパンジーのNSCと,ヒトと非ヒトの霊長類の脳で異なった発現の遺伝子の間で過剰に表現されています.
• 種特有の遺伝子標的は,DEG間の機能的収束または濃縮を示さなかった.
• ヒト胎児の脳内には,外側の放射性腺を含む,細胞型特異的な発現パターンがある.

結論:

• HARは主にヒトとチンパンジーの間で共有される祖先の遺伝子ターゲットの発現を調節することによって脳の進化に影響を与えます
• この発見は,HARがヒトに特有の新しい遺伝子標的の獲得を通じて,進化に大きく貢献しないことを示唆している.
• この研究は,ヒトの脳の発達と進化におけるHARの機能的メカニズムに関するさらなる研究のための基盤を提供します.