哈佛&纽大揭秘：一个“跳跃基因”抹去了人类的尾巴
哈佛&纽大揭秘：一个“跳跃基因”抹去了人类的尾巴
2024年2月29日，美国哈佛大学和纽约大学的研究团队在《自然》杂志发表了一项突破性研究，揭示了人类和猿类失去尾巴的遗传机制。这一发现不仅解开了一个长期困扰科学家的进化谜题，还为理解某些人类疾病提供了新的线索。
从一个意外发现开始
这项研究的起源颇具戏剧性。论文的第一作者兼共同通讯作者夏波博士，在2019年夏天意外伤到了自己的尾骨。这次意外让他重新思考一个儿时的疑问：人类在进化过程中是如何失去尾巴的？
带着这个疑问，研究团队开始分析大量的灵长类基因组测序数据。他们发现，人类和猿类的尾巴消失大约发生在2500万年前，这与古人类谱系从旧大陆猴子中分化出来的时间相吻合。
“跳跃基因”：改变命运的插曲
研究团队在TBXT基因中发现了一个关键线索——一个名为Alu的短DNA插入序列。Alu是一种特殊的“跳跃基因”，属于可移动遗传元件（MGE），在人类基因组中广泛存在，占到我们DNA的约10%。
这种“跳跃基因”可以改变自己在基因组中的位置，有时会中断基因并阻止其蛋白质的产生，有时则会改变蛋白质表达的位置或方式。而在这个研究中，Alu的插入导致了TBXT基因的选择性剪切，产生了一个新的蛋白质异构体。
小鼠模型验证：从基因到表型
为了验证Alu插入是否确实是导致尾巴消失的原因，研究团队构建了多个基因编辑小鼠模型。他们发现，表达两种Tbxt形式的小鼠要么没有尾巴，要么尾巴变短，具体取决于胚胎尾芽表达的相对数量。
更令人惊讶的是，纯合的TbxtΔexon6/Δexon6突变小鼠在胚胎期出现发育停滞和脊髓畸形，这与人类神经管闭合缺陷的症状惊人相似。这一发现暗示，人类失去尾巴的演化过程可能也带来了神经管畸形的风险。
进化的代价
研究团队指出，神经管畸形可能是尾巴在演化中消失的适应代价。这种疾病在人类中十分常见，大约每1000名新生儿中就有1名受到影响。这一发现不仅揭示了人类进化的一个重要细节，还为研究神经管畸形等疾病提供了新的视角。
这项研究历时多年，经历了从2021年9月首次提交到最终发表的漫长过程。它不仅解答了一个关于人类进化的基本问题，还展示了基因组学和基因编辑技术在探索生命奥秘中的强大威力。正如论文通讯作者Itai Yanai教授所说，人类肯定是从失去尾巴中得到了某种好处，但这种改变也带来了意想不到的副作用。
这一发现让我们更深入地理解了人类进化的复杂性，同时也提醒我们，每一个看似微小的基因变化都可能对生物体产生深远的影响。