日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所（OIST）與德國馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表的研究揭示，50萬年前現(xiàn)代人類大腦中基因發(fā)生的兩個(gè)重要變化，重塑了人類的行為模式與認(rèn)知能力，成為人類進(jìn)化成功的關(guān)鍵。新發(fā)現(xiàn)不僅為人類學(xué)研究開辟了新方向，也為探索行為與認(rèn)知的生物學(xué)基礎(chǔ)提供了重要窗口。
降低ADSL表達(dá)的一組基因變異的全球分布，百分比以紅色表示現(xiàn)代人類變異的頻率。由于每個(gè)人都攜帶兩個(gè)ADSL基因拷貝，因此今天大約97%的人至少攜帶一個(gè)現(xiàn)代變體拷貝。圖片來源：日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所/德國馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所
研究顯示，現(xiàn)代人類大腦中腺苷酸解酶（ADSL）的穩(wěn)定性與遺傳表達(dá)變化，產(chǎn)生了一場(chǎng)細(xì)微卻深遠(yuǎn)的生物化學(xué)變革。ADSL酶的現(xiàn)代變體，與尼安德特人/丹尼索瓦人存在單個(gè)氨基酸差異：第429位的丙氨酸被纈氨酸取代，導(dǎo)致酶的穩(wěn)定性下降。實(shí)驗(yàn)表明，這一變化在小鼠模型中使大腦中的嘌呤代謝底物濃度升高，而嘌呤是構(gòu)成DNA、RNA及其他重要生物分子的核心成分。更引人注目的是，攜帶該突變的雌性小鼠在競(jìng)爭稀缺資源（如水）時(shí)，展現(xiàn)出更強(qiáng)的競(jìng)爭力，提示ADSL活性降低可能賦予人類祖先在特定生存任務(wù)中的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。
團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了ADSL基因的非編碼區(qū)域，發(fā)現(xiàn)一組幾乎存在于所有現(xiàn)代人類（97%）的遺傳變異，這些變異通過降低ADSL RNA表達(dá)，進(jìn)一步抑制酶活性。統(tǒng)計(jì)測(cè)試顯示，這些變化在現(xiàn)代人類離開非洲前經(jīng)歷了自然選擇，表明存在持續(xù)的進(jìn)化壓力驅(qū)動(dòng)ADSL活性下調(diào)。而這種降低酶活性對(duì)人類生存具有重要意義。
該研究為理解人類進(jìn)化提供了關(guān)鍵線索，但研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)仍需謹(jǐn)慎解讀。論文總結(jié)道：“ADSL是少數(shù)受現(xiàn)代人類祖先特有進(jìn)化變化影響的酶之一。我們正在逐步揭示這些變化如何共同塑造了過去50萬年的人類代謝進(jìn)化。未來，我們將探索這些基因突變的組合效應(yīng)，以更全面地解讀人類為何成為今天的模樣。”
總編輯圈點(diǎn)
人類和人類“近親”大腦中ADSL單個(gè)氨基酸的差異，可能在進(jìn)化中扮演重要角色。科研人員發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人類ADSL酶的穩(wěn)定性和活性下降了，這種下降似乎意義非凡，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中它讓小鼠表現(xiàn)出了更強(qiáng)的競(jìng)爭力。而且，幾乎所有現(xiàn)代人類擁有比尼安德特人/丹尼索瓦人更低的ADSL活性，也就是說，這種變化應(yīng)該是自然選擇和進(jìn)化壓力的產(chǎn)物。智人是人屬下的唯一現(xiàn)存物種，人類孤獨(dú)地走到了今天。而我們一直想知道，到底人從哪里來，如何來，未來又將向哪里去。
日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所（OIST）與德國馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表的研究揭示，50萬年前現(xiàn)代人類大腦中基因發(fā)生的兩個(gè)重要變化，重塑了人類的行為模式與認(rèn)知能力，成為人類進(jìn)化成功的關(guān)鍵。新發(fā)現(xiàn)不僅為人類學(xué)研究開辟了新方向，也為探索行為與認(rèn)知的生物學(xué)基礎(chǔ)提供了重要窗口。
降低ADSL表達(dá)的一組基因變異的全球分布，百分比以紅色表示現(xiàn)代人類變異的頻率。由于每個(gè)人都攜帶兩個(gè)ADSL基因拷貝，因此今天大約97%的人至少攜帶一個(gè)現(xiàn)代變體拷貝。圖片來源：日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所/德國馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所
研究顯示，現(xiàn)代人類大腦中腺苷酸解酶（ADSL）的穩(wěn)定性與遺傳表達(dá)變化，產(chǎn)生了一場(chǎng)細(xì)微卻深遠(yuǎn)的生物化學(xué)變革。ADSL酶的現(xiàn)代變體，與尼安德特人/丹尼索瓦人存在單個(gè)氨基酸差異：第429位的丙氨酸被纈氨酸取代，導(dǎo)致酶的穩(wěn)定性下降。實(shí)驗(yàn)表明，這一變化在小鼠模型中使大腦中的嘌呤代謝底物濃度升高，而嘌呤是構(gòu)成DNA、RNA及其他重要生物分子的核心成分。更引人注目的是，攜帶該突變的雌性小鼠在競(jìng)爭稀缺資源（如水）時(shí)，展現(xiàn)出更強(qiáng)的競(jìng)爭力，提示ADSL活性降低可能賦予人類祖先在特定生存任務(wù)中的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。
團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了ADSL基因的非編碼區(qū)域，發(fā)現(xiàn)一組幾乎存在于所有現(xiàn)代人類（97%）的遺傳變異，這些變異通過降低ADSL RNA表達(dá)，進(jìn)一步抑制酶活性。統(tǒng)計(jì)測(cè)試顯示，這些變化在現(xiàn)代人類離開非洲前經(jīng)歷了自然選擇，表明存在持續(xù)的進(jìn)化壓力驅(qū)動(dòng)ADSL活性下調(diào)。而這種降低酶活性對(duì)人類生存具有重要意義。
該研究為理解人類進(jìn)化提供了關(guān)鍵線索，但研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)仍需謹(jǐn)慎解讀。論文總結(jié)道：“ADSL是少數(shù)受現(xiàn)代人類祖先特有進(jìn)化變化影響的酶之一。我們正在逐步揭示這些變化如何共同塑造了過去50萬年的人類代謝進(jìn)化。未來，我們將探索這些基因突變的組合效應(yīng)，以更全面地解讀人類為何成為今天的模樣。”
總編輯圈點(diǎn)
人類和人類“近親”大腦中ADSL單個(gè)氨基酸的差異，可能在進(jìn)化中扮演重要角色。科研人員發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人類ADSL酶的穩(wěn)定性和活性下降了，這種下降似乎意義非凡，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中它讓小鼠表現(xiàn)出了更強(qiáng)的競(jìng)爭力。而且，幾乎所有現(xiàn)代人類擁有比尼安德特人/丹尼索瓦人更低的ADSL活性，也就是說，這種變化應(yīng)該是自然選擇和進(jìn)化壓力的產(chǎn)物。智人是人屬下的唯一現(xiàn)存物種，人類孤獨(dú)地走到了今天。而我們一直想知道，到底人從哪里來，如何來，未來又將向哪里去。
本文鏈接：科學(xué)家揭示大腦進(jìn)化關(guān)鍵線索http://www.sq15.cn/show-2-13366-0.html
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