Nature聚焦人类与非人类的相似之处,不同之处

【字体: 时间:2011年01月31日 来源:生物通

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  科学家们认为人类之所以成为人类,区别于动物,植物等,主要在于人类有独立思考和判断能力,而这其中的生物生理机制则是大脑皮层等各方面的进化差异,在上周出版的Nature杂志上,研究人员就描述了人类与非人类的相似之处,和不同之处。

  

生物通报道:科学家们认为人类之所以成为人类,区别于动物,植物等,主要在于人类有独立思考和判断能力,而这其中的生物生理机制则是大脑皮层等各方面的进化差异,在上周出版的Nature杂志上,研究人员就描述了人类与非人类的相似之处,和不同之处。

来自英国爱丁堡大学等处的研究人员在海藻中发现了与人类相似的生物钟机制,研究人员发现红细胞中一种名为peroxiredoxin的抗氧化蛋白的含量会出现24小时的周期性起落,这说明有另一种生物钟机制在起作用。而海藻中也有类似现象,虽然海藻细胞中有DNA等遗传物质,但在黑暗环境中其DNA不会作为生物钟的驱动而转动,研究人员在黑暗环境中也发现海藻细胞中同一种抗氧化蛋白的含量有周期性起落现象。

相关人员认为海藻是一种极为古老的生物,因此这种与新陈代谢有关的生物钟机制很可能已经存在数十亿年之久,并在进化中成为人类等生物体内普遍存在的现象。这一发现还说明生物钟比人们以前所知更精密、更复杂,需要更多深入研究。

而在同一期杂志上,来自美国华盛顿大学医学院等处的研究人员完成了对一只苏门答腊雌猩猩的基因组测序,并以此基因组为参照进一步获得了另外5只苏门答腊猩猩和5只婆罗洲猩猩的短序列数据,从中发现了这种黑猩猩区别于人类的遗传物质差异。

研究人员在猩猩基因组中鉴别了1300万个单核苷酸多态(SNPs)。这一宝贵的资源数据不仅有助于自然资源保护学家估计野生和圈养猩猩的遗传多样性,还将帮助他们根据猩猩的遗传健康健康状况制定猩猩亚群的优先保护策略。

研究人员首先利用常规技术对一只苏门答腊雌猩猩进行了初步基因组测序。然后研究人员又采用更尖端的技术对其他的猩猩进行了基因组的测序。新研究结果表明苏门答腊猩猩和婆罗洲猩猩在大约40万年前发生了进化分离。而以前科学家们则是推测进化分离时间大约在100万年前。此外研究人员还证实数量较少的苏门答腊猩猩相对于婆罗洲猩猩显示出更大的遗传多样性。

在进一步的研究中,研究人员惊讶地发现猩猩基因组的进化速度慢于人类和黑猩猩基因组,这些猩猩基因组数据不仅为进化树增添了更多的信息,还促使科学家们更深入地了解了人类从类人猿分离进化出来的决定因素——人类DNA的独特性。

这些研究显示了人类与非人类之间的相似之处,与不同之处,随着研究的进一步深入,相信未来我们将能通过分析这些内容,在进化研究,以及一些人类特有的疾病研究方面获得新发现。

原文摘要:

Circadian clocks in human red blood cells

Circadian (~24 hour) clocks are fundamentally important for coordinated physiology in organisms as diverse as cyanobacteria and humans. All current models of the molecular circadian clockwork in eukaryotic cells are based on transcription–translation feedback loops. Non-transcriptional mechanisms in the clockwork have been difficult to study in mammalian systems. We circumvented these problems by developing novel assays using human red blood cells, which have no nucleus (or DNA) and therefore cannot perform transcription. Our results show that transcription is not required for circadian oscillations in humans, and that non-transcriptional events seem to be sufficient to sustain cellular circadian rhythms. Using red blood cells, we found that peroxiredoxins, highly conserved antioxidant proteins, undergo ~24-hour redox cycles, which persist for many days under constant conditions (that is, in the absence of external cues). Moreover, these rhythms are entrainable (that is, tunable by environmental stimuli) and temperature-compensated, both key features of circadian rhythms. We anticipate that our findings will facilitate more sophisticated cellular clock models, highlighting the interdependency of transcriptional and non-transcriptional oscillations in potentially all eukaryotic cells.

 

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