宿兵研究组microRNA研究又发新文章

　　

生物通报道：microRNA的研究是近年来生物学领域的一个大热点。来自中科院昆明动物所的宿兵研究员在灵长类动物microRNA研究方面取得了多项新发现。2007年，宿兵研究小组在对灵长类代表物种进行研究时，发现了一个快速进化的microRNA家族，其结果发表《Genome Research》上。最近，该研究组在在4月15日的分子进化领域国际知名刊物《Molecular Biology and Evolution》上有发表有关灵长类microRNA家族的最新研究发现。

 

宿兵研究员的实验室(博士研究生张锐)最近通过对灵长类代表物种的研究，发现了一个由Alu介导产生并快速复制的microRNA家族。这个家族位于人类19号染色体上，在胎盘和胎儿大脑中优势表达。在灵长类的进化过程中，这个家族在Alu的介导下，不断通过基因重复产生新的拷贝，且拷贝数在灵长类物种间存在很大差异(8－85个拷贝)。

 

序列比较表明，物种内和物种间microRNA的序列分歧相似；同时，在各个灵长类分支中均存在基因拷贝的获得和丢失，也存在基因的假基因化。由此表明，这个miroRNA家族在灵长类中经历了典型的“生－死”(Birth and Death)进化历程。它暗示这个家族的microRNA基因在灵长类的进化中其功能可能发生了多样化，以适应不同灵长类物种在发育过程中的需要。

microRNA是近年发现的在基因组中广泛存在的一类小的、非蛋白编码基因。它通过与mRNA中特定的互补位点结合来调节蛋白编码基因的表达和翻译，从而参与发育的精细调控等一系列重要的生命过程。另外，在灵长类基因组中存在一类中等重复序列－Alu。它是灵长类特有的重复序列，对灵长类基因组的演化具有深远的影响。 这一研究结果将为科研人员更好地了解Alu对灵长类基因组进化的影响以及非蛋白编码基因的进化模式提供崭新的视角。

 

另外，在今年1月，宿兵研究员领导的比较基因组学实验室通过对中国人群的研究，发现了一个同脑容量差异相关的单核苷酸序列变异(简称  SNP)。这项研究的结果发表在《Human Molecular Genetics》杂志上，文章的第一作者是宿兵研究员指导的博士研究生王金凯。

 

这个SNP存在于一个同大脑发育相关的基因－MCPH1中，是一个缬氨酸到丙氨酸的突变。这个SNP在人群中的等位基因频率约为36%。研究还发现，丙氨酸等位基因纯合个体的脑容量明显高于祖先型缬氨酸等位基因的纯合个体。进一步的分子进化分析表明，这个SNP并没有受到明显的正向选择作用。因此，人群中脑容量的差异可能是一个中性或受到较弱选择的表型。

 

在人类的起源中，大脑容量的增加和认知能力的提高是我们区别于非人灵长类的重要生物学特征。现代人的脑容量是我们的近亲－黑猩猩的三倍以上。增大的容量使得人类大脑具有更多的神经细胞和更复杂的神经网络。饶有兴趣的是，在人群中大脑容量也存在个体差异(1200－1600毫升)。前人的研究表明，人类脑容量的大小是受遗传影响的，并且同短时记忆等认知能力相关。然而，哪些基因对人群脑容量的差异有贡献并不知道。

 

这项研究是目前发现的第一个同人群脑容量差异相关的序列变异，将有助于阐明人类大脑演化以及人类中枢神经系统疾病的遗传学机制。（生物通雪花）

 

宿兵研究员简介

宿兵，中国科学院知识创新工程比较基因组学学科带头人； 中科院“****”引进人才，理学博士，研究员，博士生导师；中科院昆明动物研究所细胞与分子进化重点实验室主任；美国辛辛那提大学助理教授；复旦大学生命科学院客座教授；从事灵长类比较基因组学及现代人类起源和迁徙的研究。已在《Science》、《Nature Reviews Genetics》、《PNAS》、《American Journal of Human Genetics》、《Human Molecular Genetics》和《Molecular Biology and Evolution》等国际核心刊物上发表论文40余篇。曾获中国科学院自然科学奖一等奖（1996）；云南省自然科学一等奖（2002） 和教育部科技进步一等奖（2003）。