這一基因組序列除了加速人類進化，還具有另一重要作用

　　哈佛醫學院研究人員團隊已經證明，參與人類神經發育的調節增強劑在人類基因組的快速進化部分中尤為常見。

　　這些區域被稱為人類加速區，或 HAR，包含與其他動物相比人類進化得更快的基因，并被認為有助于大腦皮層的進化。

　　“我們的數據表明，人類大腦的進化涉及基因組中數十個甚至數百個位點的變化，而不僅僅是一個關鍵基因，”資深作者克里斯托弗·沃爾什 (Christopher Walsh) 說。

　　波士頓兒童醫院和哈佛醫學院艾倫人類大腦發現中心的遺傳學和基因組學研究員在一份聲明中說，正如他們周四在Neuron上報道的那樣，研究人員轉向了基于捕獲的大規模平行報告分析 (caMPRA)，結合了RNA 測序、染色質免疫沉淀測序、基于染色質構象捕獲的相互作用分析、DNaseI-seq 和其他方法——觀察人類和黑猩猩基因組 DNA 樣本以及小鼠或人類神經細胞系中近 3,200 種已知 HAR 的增強子元件活性。

　　除了路線圖表觀基因組學聯盟等工作的可用數據外，該團隊還對從胎兒腦組織中分離的神經祖細胞和成熟神經元以及小鼠進行了一系列調節和染色質實驗、細胞周期和生長測定以及其他分析初級皮質神經球模型、雪貂和恒河猴腦組織和細胞系。該研究的結果已匯總到加利福尼亞大學圣克魯斯分校提供的一個名為 HARHub 的在線集合中。

　　“我們在參與這項研究時知道，許多 HARs可能充當大腦中基因表達的調節器，但我們對它們在大腦中的哪些細胞類型、人類生命周期的何處或何時起作用知之甚少，共同第一作者、沃爾什實驗室的研究員 Ellen DeGennaro 在一份聲明中說。

　　“我們的目標是填補這些關于哪些 HARs 在大腦中發揮重要作用以及如何發揮重要作用的知識空白，”DeGennaro 補充道，“這樣我們和其他研究人員就可以利用最重要的‘大腦 HAR’并對他們的大腦進化功能進行更深入的測試。”

　　研究小組報告說，在分析的 3,171 個 HAR 中，接近一半顯示出神經發育增強劑活動的跡象，并指出與 HAR 相關的調節特征似乎也因神經元分化階段而異。例如， HAR 位點的組蛋白修飾只有一小部分在神經祖細胞和成熟神經元中共享，當研究人員觀察這些細胞類型中的 HAR 相關調控元件時，發現了不同的途徑和過程。

　　在體外和體內分析中均顯示出神經發育增強劑活性的 HARs子集中，研究人員專注于一種稱為 PPP1R17 的大腦皮層相關基因，該基因似乎在進化過程中經歷了快速的表達轉變和細胞類型的作用，不僅在人類和非人類靈長類動物之間不同，而且在靈長類動物和其他動物之間他們的結果暗示 PPP1R17 在調節神經祖細胞時尤為重要，當涉及到神經組細胞的規定時，以大型靈長類動物大腦發育相關的方式延長這些細胞中的細胞周期進程。

　　“通過在人類神經發育過程中詢問 3,100 多個 HARs 的表觀遺傳景觀，我們證明近一半的 HARs 充當神經發育增強劑，并且這些 HARs 的順式調節結構經歷了廣泛的人類特異性重新布線，”作者寫道，補充說：“HAR 中人類特定的序列變化在很大程度上增強了它們在神經元細胞內的增強子活性，進一步將 HAR 確立為人類特定的神經發育增強子。”