科学家破解长臂猿基因遗传信息与人类相似的问题（汇集六篇）

你无法想象根据基因排序，人类基因与香蕉、鸡和果蝇有许多共同之处。

我们早就知道人类与黑猩猩和其他灵长类动物关系密切。但是你知道一半以上的人类遗传物质与鸡、果蝇和香蕉相似吗？

自从人类基因组的第一次测序于2003年完成以来，比较基因组研究已经表明，我们与许多其他生物共享DNA——是的，包括我们最喜欢的黄色去皮水果——香蕉。

蛋白质配方

几乎所有的生物都有手册，也就是基因。它指导生物体的生长、构造和运行。这本手册的内容是DNA。DNA可以告诉生物体如何制造蛋白质分子。蛋白质分子决定身体的物理特征，如眼睛和头发的颜色，以及重要的物质，如酶、抗体和激素，它们也使我们。

通过对酵母、大米和青蛙等生物的整个基因组进行测序，研究人员发现我们星球上的所有生物在基因上都有一些重叠。这种基因重叠的原因是，30到40亿年前，我们有同一个单细胞生物的祖先。它被称为最后共同祖先(LUCA)。许多共同基因在数十亿年的进化中幸存下来。

研究我们与其他生物的共同基因将有助于我们更好地理解为什么人类已经成为独一无二的物种，同时理解疾病的遗传基础。

继续读下去，看看我们的基因和这些生物的基因有多相似:

黑猩猩:相似度96%

通过研究黑猩猩基因组(我们继倭黑猩猩之后最接近的现存祖先)，研究人员希望了解人类的独特之处。尽管我们还没有答案，但最近的研究表明，特定的基因和调节基因表达的部分DNA可以解释人脑的复杂性和体积。

鸡肉:相似度60%

通过绘制五倍子(恐龙的后代)的基因组，研究人员对鸟类和哺乳动物之间的遗传差异有了更多的了解。已经发现了一些惊人的潜在相似性，例如，蛋壳和鸡骨头中编码的蛋白质基因可能与导致哺乳动物骨头钙化的基因有相似性。一些以前被认为是哺乳动物特异性免疫反应蛋白的基因，如白细胞介素26，也在鸡中发现。

香蕉:相似度大于60%

许多维持基本细胞功能所必需的“管家”基因，如复制DNA的基因、控制细胞周期的基因和帮助细胞分裂的基因，在许多植物(如香蕉)和动物之间是共有的。

果蝇:相似度60%

果蝇经常被研究，因为这些微小的有翼生物在生长和发育过程中使用了许多与人类相同的基因。事实上，人体内近75%的致病基因可以在果蝇中找到，这使它们成为研究人类疾病的良好模型。

据国外媒体报道，科学家们已经发现了几十种基因，并相信它们可能在人类进化中发挥关键作用。

一项研究使用最新的计算方法来预测基因序列或与基因活动相关的特定DNA模式。此前，科学家认为这些基因对许多生物有相似的影响，但它们被证实是人类独有的。

研究人员说，通过解释数百种不同基因的表达，这可能有助于解释人类和黑猩猩之间的一些重要差异。该研究报告发表在《自然遗传学》杂志上。研究人员调查并分析了几十个基因，这些基因为转录因子蛋白提供了指定的遗传密码。

该研究报告的作者、多伦多大学的萨姆·兰伯特说:“即使在相关物种中，也有一些转录因子不可忽视，它们会与新的序列结合。这意味着它们可能通过调节不同的基因而具有新的功能，这对物种多样性非常重要。”

该研究小组开发了一种新型软件，用于发现DNA转录因子结合区域之间的结构相似性，以及它们与相同或不同DNA基序的结合能力。

以前的研究试图以更广泛的方式实现这一点，比较所有的DNA结合区域。这项最新研究一次只关注一小部分地区，以获得更准确的观测结果。

通过观察关键氨基酸位置的差异，研究小组发现以前的研究试图以更广泛的方式实现这一点，比较所有的DNA结合区域。这项最新研究一次只关注一小部分地区，以获得更准确的观测结果。许多人类转录因子识别序列与其他动物的明显不同。尽管黑猩猩和人类有99%的基因相似，研究人员说只有几十种转录因子可能导致基因表达的显著差异。

兰伯特说:“我们认为这些分子差异可能是黑猩猩和人类之间某些差异的原因。”

研究人员强调，这项研究挑战了之前的结论，即几乎所有人类和果蝇的转录因子都与相同的基因序列结合。

唐纳利细胞和生物分子研究中心的蒂莫西·休斯教授说:“一直有一种观点认为转录因子在人类和果蝇之间结合了几乎相同的结构。”尽管有许多例子表明这些蛋白质在功能上是保守的，但这绝对不是公认的水平。

设想再活100年或更久?一些专家说，科学成就有朝一日可使人类长寿，超越现在认为的天寿，多活数十年。

蒙特克拉尔州立大学教授迈克尔·蔡说：“我想我们正在叩着长生不老的大门。也许我们可以在2075年之前看到这一天的到来，这还是保守的估计。”

他是在世界未来学会年会场外发表意见。未来学会以思考社会各方面的将来为宗旨。

纽瓦克新泽西州医学院教授劳里阿在该学会在旧金山举行的会议上提呈报告说，操纵细胞和基因的成就加上钠米技术的进展，有望使人类在将来长命，到时人类的寿命将超越过去所认为的极限。

他说：“10年前的科幻小说再也不是科幻小说了。”

他说：“(科学)突飞猛进，因此人类可以活到120岁或180岁。有些人甚至认为没有极限，人类可以活到200岁、300岁或500岁。”

老年学专家持怀疑态度

在会场外，许多老年学专家怀疑这种说法，他们说，人类的身体天生不能活超越120年。即使生活方式更加健康，疾病也比较少，他们说，人脑和其他器官的衰退最终将使所有的人难逃一死。

新英格兰百岁人瑞研究所所长伯尔斯说：“这些人高谈阔论，以为大部分的人都将会如此，这是不切合实际的，这纯粹是科幻小说。”

他在电话专访中说：”我们会接近我们的身体能力极限。要普通的人活到100岁或180岁就像送太空梭上冥王星一样艰难。”

杜克大学医学中心老年和人类发育研究所所长科恩说，要大大延长人类寿命就得修改一个人的基因结构，改变跟随衰老而来的残障。

长臂猿生活在从印度东北部到东南亚和中国南部的热带雨林中，在灵长类动物中占据着不寻常的位置。

他们很敏捷，像杂技一样用长臂在树枝间摆动。它们的正式类别属于小型猿类。长臂猿在表面上看起来与猴子相似，但它们也有许多与人类相同的特征。人类、黑猩猩、倭黑猩猩、猩猩和大猩猩都是类人猿。

一个国际科学家小组在《自然》杂志上报道说，他们已经对一只雌性白颊长臂猿的基因组进行了测序。

从遗传学的角度来看，长臂猿是从类人猿中分离出来的第一种灵长类动物。科学家称这发生在大约1700万年前。分析表明长臂猿的DNA与猿和人类有许多相似之处。

德国灵长类遗传学家克里斯蒂安·霍勒斯说:“遗传信息本身与我们相似。然而，单个染色体上的大片段DNA的排列是不一样的”，这是由基因“跳跃”引起的。

这种被称为LAVA“转座子”的机制增加了DNA突变的发生率，这解释了为什么进化在如此短的时间内发生。这项研究的作者说，这项研究应该为理解人类进化提供有益的帮助。

这项研究也可能有助于解释当遗传成分和遗传调节受到干扰时发生的一些疾病的机制。美国贝勒医学院人类基因组测序中心的金·沃利说:“癌症显然是染色体重排的最大例子。长臂猿基因的测序使人们能够更深入地理解这一机制。许多其他遗传疾病也是如此。”

研究地图

它们中的一些会被季节性洪水冲进洞穴，然后在洪水消退后永远被困在里面。随着时间的推移，它们逐渐进化到失去视力和色素沉着。与此同时，洞穴外河流中的同源种群保持不变。

有趣的是，在玛蒂尔达·莫梅尔斯蒂格博士的领导下，牛津大学的研究小组在检查后发现:

对现代河流中的阿斯特雅那克斯墨西卡努斯进行了检查，发现它能够在心脏受损后重新出现心脏组织。但是洞穴中的盲人不能做到这一点。

有鉴于此，研究人员分析并比较了穴居鱼和河鱼的遗传基因，发现这两种基因lrrc10和caveolin在河鱼中更为活跃。

在人类中，lrrc10与心脏病如“扩张型心肌病”有关。

小鼠实验表明，该基因在心脏细胞的每一次收缩和跳动中都起着重要作用。然后，该小组对斑马鱼进行了实验，斑马鱼经常被用于科学研究。

这种鱼还能在心肌损伤后重新激活心脏。但是当研究人员灭活lrrc10基因时，斑马鱼实际上失去了这种能力。

基于这一发现，科学家有望攻克类似的基因疗法来帮助人类从心脏病发作中恢复过来。

科学家表示，现在真正的挑战是将修复心脏损伤的鱼类基因与人类进行比较。然而，通过比较河鱼和穴居鱼，我们已经能够分离出负责心脏再生的基因。

尽管这项研究仍处于早期阶段，但我们对这些非凡的鱼类和改变心脏受损者生活质量的潜力感到非常兴奋。

这项研究的细节已经发表在最近的《细胞报告》杂志上。

广州中山大学生物学副教授黄军和他的同事利用最新技术“切割”了一个主要与地中海贫血有关的基因。地中海贫血是中国南方儿童中最常见但有时致命的血液异常。

这项研究使用了医院丢弃的有缺陷的胚胎，也就是说，接受了几个精子的卵子。几十年来，这些胚胎在世界各地的实验室中被广泛使用，因为它们不会成功地生出婴儿。

周三，《自然新闻》报道称，这项研究已经悄悄发表在低调的《蛋白质与细胞》杂志上。这篇论文最初被提交给《自然》和《科学》杂志，但是由于道德问题，这篇论文被这些杂志拒绝了。该论文的作者表示，他们理解围绕这项研究的道德争议。

麻省理工学院科技评论先前报道说，一些人已经改变了生殖谱系，即精子和卵子结合形成的遗传信息。尽管这些谣言还没有得到证实，但它们已经引起了许多人对改变生殖谱系可能带来的不利因素的争论。

基因编辑能完全消除疾病基因吗？

根据《自然新闻》，该小组注射了86个胚胎细胞。等待48小时后，每个胚胎细胞分成8个细胞。在71个存活的胚胎中，有54个接受了基因测试。最后，只有28个胚胎成功拼接，其中只有一小部分含有替代遗传物质。黄军说，“如果你想编辑正常胚胎中的基因，你的成功率必须接近100%。所以我们停止了实验，我们认为技术还不够成熟。”

这意味着，如果医生从一对夫妇的胚胎中去除了不良基因，那么胚胎的细胞样本中一定充满了良好的基因。如果一半是好的，一半是坏的，那么婴儿体内的坏基因仍然会影响他的健康。

此外，还有其他值得警惕的问题。被称为CRISPR的新基因编辑技术经常发现错误的目标基因。在随后的加工过程中，会发现胚胎的一些变异。

这是令人兴奋的第一步，但不会有进一步的进展。在基因被转移到胚胎之前，他们仍然需要等待科学技术的进一步发展。即使是这项研究的作者也对他们的发现有所保留，并坚信这项技术还不成熟。

黄军和他的团队在他们的论文中指出，这项技术应该小心使用。他们说，实验结果表明，基因编辑和基因治疗技术之间存在明显的障碍，在达到任何临床应用之前，仍有许多问题需要明确研究。

哈佛医学院的干细胞生物学专家乔治·戴利说，这项研究的结果向那些认为基因编辑可以完全消除疾病基因的人发出了严重警告。

英国生物学家爱德华·兰菲尔向《自然》杂志表达了他的批评。他说，我们应该暂停研究，并确保我们就前进的道路进行广泛讨论。纽约曼哈顿干细胞基因研究所的研究员迪特·埃格里(Dieter Egli)说，研究人员取得了非凡的成就，他们认为这项技术暂时还无法测试。

编辑人类胚胎基因有道德问题吗？

目前，还没有人联系到黄军对这一事件发表评论，但他的研究已经赢得了中国许多生物学家的支持。

清华大学生物学教授陈国强表示，批评提出的要求过于武断。陈国强表示，为了满足批评者的要求，对人类胚胎的研究是完全没有必要的。

他说:“这一领域研究的突破最终将惠及我们所有人。修改人类的DNA是找到许多疾病治疗方法的关键，有助于人们保持健康、保持年轻和延长寿命。这些在未来都是可能的，也将使许多家庭摆脱痛苦和折磨。”

上海复旦大学的生物学家赵世民说，黄军的团队“完全没有道德问题”。

赵世民说，他们只是在用不活跃的胚胎做实验，这项研究远远没有临床或商业应用。他说:“编辑人类DNA是不可避免的。相关技术已经应用于植物和动物，下一步将是人类。”

但是赵世民警告说，编辑基因和其他技术一样，有其局限性和风险。

他说:“改变基因序列可能会导致意想不到的问题，这些问题可能会代代相传，导致其他缺陷或疾病。”

“虽然这种研究应该被允许，但必须在实验室里严格控制。对DNA的大量和不受控制的编辑将导致人类的灭绝。”

这不是亚洲人类胚胎研究第一次在西方引起争议。十年前，当韩国科学家报道克隆人类胚胎时，他们在国内也收到了很多好评，直到他们的研究被发现是假的。

与西方科学家相比，亚洲科学家在人类胚胎研究和实验方面享有更大的自由，因为亚洲公众对这类研究的接受程度更高，宗教禁忌也更少。