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Cell:科學(xué)家揭秘為何人類(lèi)可以直立行走

2016-01-12 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:文章中,研究者DavidKingsley博士表示,一個(gè)從魚(yú)類(lèi)研究到人類(lèi)的研究計劃似乎看起來(lái)并不尋常,但很明顯這種名為骨形態(tài)發(fā)生蛋白分子表達水平的改變或可導致明顯的改變,而不僅僅是棘魚(yú)骨骼的改變,其也會(huì )影響人類(lèi)和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物下肢的改變,而這種改變可以幫助解釋為何我們可以像黑猩猩一樣進(jìn)化形成后足來(lái)幫助機體承重并且使得我們直立行走。

  近日,來(lái)自斯坦福大學(xué)等機構的研究人員通過(guò)研究在人類(lèi)和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物機體中鑒別出了一種基因表達的改變,這種改變或可幫助揭示人類(lèi)直立行走之謎;同時(shí)研究人員還對一種名為三刺魚(yú)的魚(yú)類(lèi)進(jìn)行了研究,這種魚(yú)類(lèi)可以進(jìn)化出完全不同的骨骼架構來(lái)應對環(huán)境的改變,相關(guān)研究刊登于國際著(zhù)名雜志Cell上。

  文章中,研究者DavidKingsley博士表示,一個(gè)從魚(yú)類(lèi)研究到人類(lèi)的研究計劃似乎看起來(lái)并不尋常,但很明顯這種名為骨形態(tài)發(fā)生蛋白分子表達水平的改變或可導致明顯的改變,而不僅僅是棘魚(yú)骨骼的改變,其也會(huì )影響人類(lèi)和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物下肢的改變,而這種改變可以幫助解釋為何我們可以像黑猩猩一樣進(jìn)化形成后足來(lái)幫助機體承重并且使得我們直立行走。

  文章中研究者鑒別出了控制魚(yú)類(lèi)骨骼“鋼板”(armorplate)尺寸的基因組效應區域,隨后他們對11對骨骼“鋼板”發(fā)生改變的海水魚(yú)和淡水魚(yú)的差異性進(jìn)行研究,最終鎖定了名為骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族成員GDF6基因區域,由于該基因附近調節性DNA序列的改變,因此淡水魚(yú)就會(huì )表達出高水平的GDF6,同時(shí)海水魚(yú)則會(huì )表達水平的GDF6。研究者想知道在人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中是否GDF6水平的改變會(huì )引發(fā)關(guān)鍵的骨骼修飾,而隨后的其它研究表明,關(guān)鍵發(fā)育基因調節性區域的微小改變都會(huì )對脊椎動(dòng)物帶來(lái)深遠的影響。

  為了更加深入地研究到底是GDF6的哪一塊區域被控制,研究人員利用黑猩猩機體的調節性DNA來(lái)控制該蛋白的產(chǎn)生,攜帶黑猩猩機體調節性DNA同報道蛋白相偶聯(lián)的實(shí)驗室小鼠就會(huì )在其下肢強烈且特殊地表達該蛋白,而在前肢和腳趾外側卻不會(huì );對小鼠進(jìn)行遺傳工程化修飾使其缺失產(chǎn)生GDF6的能力,結果顯示,相比對照而言,這些小鼠的腳趾明顯變短了而且頭骨也縮小了,于是研究者表示,蛋白GDF6或許在機體四肢的發(fā)育和進(jìn)化上扮演著(zhù)重要的作用。

  實(shí)際上,人類(lèi)機體中缺失了下肢的調節性區域,這主要意味著(zhù)人類(lèi)在發(fā)育期間腿部和腳部會(huì )表達較少量的GDF6基因,但新生的胳膊、手部及頭部卻需要表達較高水平的該蛋白;缺失特殊的調節性序列就會(huì )縮短側向腳趾,但并不是大拇指;這或許就可以幫助解釋為何大拇指可以同其它側向的腳趾相對齊。

  最后研究人員Kingsley表示,這些骨形態(tài)發(fā)生蛋白是多種動(dòng)物骨質(zhì)和軟骨生長(cháng)的強烈信號,我們可以通過(guò)改變信號表達的時(shí)間和位置來(lái)產(chǎn)生新的骨骼結構,本文研究對于后期更加深入理解人類(lèi)直立行走及人類(lèi)進(jìn)化的機制提供了新的思路和線(xiàn)索。

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