人类凭什么号称“冷猿”？

宾夕法尼亚大学医学院的研究人员发现了人类基因组中独特的高密度汗腺是如何进化的。文章发表在PNAS,研究人员发现,人类的汗腺密度高是由于积累变化区域的DNA——被称为增强子区——不断促进汗腺-铺设基因的表达,解释了为什么人类是类人猿中最爱出汗的。

　　

人类皮肤中的汗腺密度特别高，是黑猩猩和猕猴密度的10倍。

现在，宾夕法尼亚大学医学院的研究人员发现了这种独特的过冷特性是如何在人类基因组中进化的。

在今天发表的PNAS杂志上，研究人员发现，人类的汗腺密度高是由于，在很大程度上，增强子区（一个DNA监管区域）的变化积累，驱动汗腺-铺设基因表达。解释了为什么人类是类人猿中最爱出汗的。

“这是我所见过的最清晰的例子之一，它准确定位了人类最极端、最独特的进化特征之一的遗传基础，”该研究的通讯作者、宾夕法尼亚大学医学院遗传学助理教授Yana Kamberov博士说。

科学家们普遍认为，人类高密度的汗腺反映了一种古老的进化适应，再加上早期人类丢掉了一身“皮草”，这种适应性，提升冷却通过汗液蒸发，我们的祖先生存在炎热和相对荒芜的非洲大草原与其他丛林猿物种的一个明显不同。

Kamberov在2015年的一项研究中发现，人体内被称为Engrailed-1的基因表达水平有助于确定小鼠的汗腺密度。EN1编码一种转录因子蛋白，在许多其他功能中，在发育过程中诱导未成熟的皮肤细胞形成小汗腺。由于这一特性，Kamberov和他的同事们推测，也许人类在皮肤上建造更多汗腺的一种方法是进化基因变化，增加皮肤中EN1的产生。

基因的活性通常受到DNA中邻近的增强子区域的影响，激活基因的因子可以结合在一起，并帮助驱动基因的表达。在这项研究中，Kamberov和她的团队发现了一个被称为hECE18的增强子区域，它能促进皮肤中EN1的产生，从而诱导更多的汗腺的形成。研究人员表示，人类版本的hECE18比猿或猕猴版本更活跃，这反过来又会推动更高水平的EN1产生。

Kamberov和她的同事们还对区分人类hECE18的个体突变进行了分析，展示了为什么有些突变会促进EN1的表达，并表明将这些突变回退到黑猩猩版本的hECE18，将增强因子活性降低到黑猩猩的水平。

先前对进化的人类特有特征(如语言)的研究，通常将这些特征与涉及多个基因和调控区域的复杂基因变化联系在一起。相反，Kamberov和她的团队的工作表明，人类的“高汗”特征至少在一定程度上是通过一个调控区域hECE18的反复突变而进化的。这意味着，在人类进化过程中，这一单一的调控元素可能多次对更高的汗腺密度的逐渐进化做出了贡献。

Kamberov说，虽然这项研究主要是基础生物学的一项壮举，揭示了人类进化，但它也应该具有一些长期的医学意义。

她说:“严重的伤口或烧伤通常会破坏皮肤上的汗腺，到目前为止我们还不知道如何让汗腺再生，但这项研究让我们离发现如何再生汗腺更近了一步。这项研究的下一步将是揭示hECE18中的多种活性增强突变如何相互作用以增加EN1的表达，并利用这些生物学上的关键突变作为起点，找出哪些DNA结合因子实际上在这些位点结合。基本上，这为我们提供了一个直接的分子途径来发现上游因子，通过激活EN1的表达，使皮肤细胞开始产生汗腺。”

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