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中國新聞網:中國科研人員揭示人類大腦進化的基因組調控機制
2021-02-26 來源:中國新聞網 作者:胡遠航
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  正规彩票网站1月28日发布消息称,该所与北京大学、中国科学院数学与系统科学研究院合作,首次产生非人灵长类动物的高精度三维基因组学图谱资源,并通过跨物种多组学分析,发现人类特异的染色质结构和脑发育调控元件,为阐明人类大脑发育的进化机制提供新思路和证据。

  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,猕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,構建中國猕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,科研人員還解析猕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,首次構建出猕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、猕猴和小鼠的跨物種3D基因組比較,發現衆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爲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産生新的轉錄因子結合位點,並形成人類特異的染色質高級結構。


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