在人类和黑猩猩神经发育过程中解决人类加速区域的三维交互体

科学领域:

• 进化基因组学是进化的基因组学.
• 神经科学是一个神经科学.
• 人类进化人类的进化.

背景情况:

• 人类加速区域 (HARs) 显示出快速演变,并与人类大脑发育有关.
• HARs影响大脑进化的确切机制,例如改变保存的基因标或获得新的基因标 (增强器劫持),仍然不清楚.

研究的目的:

• 在人类和黑猩猩神经干细胞中全面识别由HARs及其正义基因调节的基因标.
• 调查HAR是否主要改变了保存的基因表达或使用增强器劫持来塑造人类大脑的进化.

主要方法:

• 在人类和黑猩猩神经干细胞 (NSC) 中生成了1,590个HAR及其对应的高分辨率染色质相互作用图.
• 分析了基因标,增强剂活性和两种物种的基因表达变化.
• 将HAR基因标与人类与黑猩猩NSC和发育大脑中的差异表达基因进行比较.

主要成果:

• 黑猩猩和黑猩猩的ORTOLOGES针对了一组保存的2963个基因,这些基因为神经发育过程如神经发生和突触传输进行了丰富.
• 哈尔增强剂活性的变化与这些保存的基因标的改变表达相关.
• 在差异表达的基因中,特定物种的HAR基因标没有显著丰富,这表明增强器劫持不是主要的机制.

结论:

• 哈尔斯通过调节保存的神经发育基因的表达来影响人类大脑的进化.
• 这些发现为功能性地将HAR与独特的人类大脑特征联系起来提供了一个框架,例如皮层扩张.
• 证据表明,HARs主要通过改变保存的基因表达而不是通过增强器劫持来起作用.