人类为何更独特？上海交大团队揭秘猕猴基因密码

　　染色体改变如何造就不同物种？为何人类更独特？2月27日，上海交通大学/中国科学院脑智卓越中心团队《自然》发文，联合解开猕猴属遗传新密码，首次揭秘首个非人灵长类完整参考基因组。该研究不仅为人类演化医学研究提供了新的见解，也为非人灵长类动物在生物医学领域的应用奠定了重要的遗传基础。

图1 人类和猕猴属的固定大尺度结构变异

　　猕猴属中的食蟹猴和恒河猴，是生物医学及人类演化研究的重要 “伙伴”，因其与人类遗传距离近而备受关注。但此前，猕猴属遗传信息的不完整，犹如一道屏障，阻碍了科学家深入探究其演化与生物医学价值。

　　此次研究首次成功组装了非人灵长类动物端粒到端粒的完整基因组。传统测序技术遇到大面积重复图案，难以准确定位导致基因组图谱出现大量空白。此次研究团队巧妙地利用食蟹猴的孤雌生殖干细胞，其基因组两套遗传信息高度一致，大大降低了研究难度。团队借助自主研发的工具，攻克了复杂结构区域组装难题，构建出高精度的食蟹猴 T2T 基因组，填补了猕猴属遗传密码的关键空白。

图2 猕猴属的RNA剪接

　　在对比人类与猕猴基因时，研究人员发现了 93 处关键结构差异，其中 21 处为首次发现。比如人类控制大脑谷氨酸代谢的FOLH1基因比猕猴多一个 “备份”，且原始拷贝基因在人类大脑中因 “开关按钮” 丢失而 “沉默”，另一个新产生的备份基因则因基因组 “折叠” 变化改变了细胞表达类型。这种差异可能影响了人类神经系统的独特功能，甚至与智力障碍等疾病相关。这一研究为结构变异在演化过程中如何影响细胞类型特异性表达模式提供了新的见解，特别是在阐明谱系特异性表型的形成及人类疾病的发生机制解析上具有重要的科学意义。

　　食蟹猴和恒河猴虽同属猕猴家族，但在外貌、行为习惯甚至疾病抵抗力上差异明显。研究团队聚焦 RNA 剪接机制，鉴定出 110 个种间差异的外显子跳过事件。其中 PNPO 基因的 5 号外显子在食蟹猴和恒河猴中表现迥异，食蟹猴存在 “选择性跳过”。原因是其 5 号外显子区域内存在一个特殊的C→A碱基变异，这种变异可能形成了新的典型剪接受体位点，就像在电影胶片上贴了一个“此处可剪”的标记。经实验验证，这种基因剪辑影响蛋白质稳定性或翻译效率，日积月累造成了两物种的生理分化，为动物实验模型选择提供了关键分子依据。

　　这项研究成果意义深远。一方面，通过研发新型计算工具实现非人灵长类 T2T 完整基因组组装，系统阐明了猕猴属与人类在基因组结构层面的演化差异，揭示了结构变异对基因表达的影响及猕猴属种间分化的遗传学基础，为猕猴生物医学模型筑牢根基。同时，进一步深化了灵长类演化医学、生物医学模型和谱系特异性适应领域的研究。（光明日报全媒体记者 颜维琦 通讯员 魏娜）