ASHG 2017 | 基因组中的大片段重复让人类与众不同

　　

生物通报道  美国人类遗传学协会（ASHG）2017年会于本周在佛罗里达州奥兰多举行。这是遗传学界的一大盛事，每年吸引数千名科学家参加。在会议上，他们介绍遗传学各个方面的研究进展。

10月17日，加州大学戴维斯分校的Paulina Carmona-Mora介绍称，人类基因组中的大片段非编码DNA的重复可能造成人类与非人灵长类动物之间的差异。鉴定这些重复及其对性状和行为的影响，也许有助于解释遗传对人类疾病的贡献。

Paulina Carmona-Mora、Megan Dennis博士及其同事研究了人类特异重复（HSD）的历史，这些超过1,000 bp的DNA片段在人类中重复出现，而灵长类动物或其他动物却没有。在这项研究中，他们重点关注不编码基因但调控其他基因表达的HSD区域。

“这些调控元件的独特之处在于，它们往往影响同一染色体上附近基因以及基因组中其他区域的表达，”Dennis博士说。“这意味着一个重复可能影响许多基因，扩大其影响。”

Dennis博士解释说，这些重复片段有98％是相同的，因此很难区分它们。在许多以前的基因组分析中，它们往往被舍弃。 于是，研究人员开始创建一个新的人类参考基因组，其中包含了重复部分。 这使得他们能够鉴定含有增强子的调控区域，并评估它们对各个器官和组织的基因表达的影响。

例如，SRGAP2片段的重复发生在300万年前，可能与一些人类特异的神经学性状相关联，比如大脑的前额叶皮层更大，脑细胞之间的连接更有效。当研究人员在实验室小鼠胚胎中表达人类特异的SRGAP2C时，小鼠产生类似结果。除了SRGAP2C，许多含有HSD的基因都与神经发育相关联，有些也对免疫应答产生影响。

Dennis博士表示，研究结果指出了人类和灵长类动物之间的差异，并暗示什么让人类变得独一无二。此外，许多倾向重复的基因组区域都与神经学特征相关，这也指明了未来的研究方向，让科学家可挖掘神经系统疾病背后的遗传机制，比如自闭症、癫痫和精神分裂症。

研究人员目前正在比较各种组织类型之间的基因表达水平，以验证他们发现的增强子区域。他们还评估重复的引入对附近片段的结构和功能的影响。最后，他们也在测定原始（祖先）片段与后代的重复版本之间的差异，以及对功能的潜在影响。

Carmona-Mora 表示：“我们往往将DNA视为线性序列，但这些结果提醒我们，它们是不断变化的。我们激动地发现，不仅仅是基因的重复在人类进化中发生作用，调控元件的重复也是如此。”（生物通 薄荷）

原文检索

Carmona-Mora P et al. (2017 Oct 18). Abstract: Characterization of the noncoding regulatory landscape within human-specific duplicated regions. Presented at the American Society of Human Genetics 2017 Annual Meeting. Orlando, Florida.