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我们的身体里有什么?使我们与黑猩猩DNA产生了4%的不同

有一个被广泛引用但已经过时的数据,即人类基因组与黑猩猩的基因组只有大约1%的差异,而黑猩猩作为我们现存的近亲之一,实际上是4% 的差异,取决于你如何计数。我们现在很清楚这些差异到底是什么,那么这些差异对我们的健康有何影响?DNA的微小差异可以产生巨大的影响。有时这是一种显而易见的方式 ,就像改变一个重要的基因。其他时候,要找到构成我们DNA的实际分子的基本差...

有一个被广泛引用但已经过时的数据,即人类基因组与黑猩猩的基因组只有大约1%的差异,而黑猩猩作为我们现存的近亲之一,实际上是4% 的差异,取决于你如何计数。我们现在很清楚这些差异到底是什么,那么这些差异对我们的健康有何影响?

我们的身体里有什么?使我们与黑猩猩DNA产生了4%的不同

DNA的微小差异可以产生巨大的影响。有时这是一种显而易见的方式 ,就像改变一个重要的基因。其他时候,要找到构成我们DNA的实际分子的基本差异,效果要复杂得多。我们首先需要对黑猩猩和人类的全部基因组进行测序。然后我们要比较他们的顺序,他们基因密码的DNA字母,在精神病学上被认为是有价值的信息。这是一个相当大的任务,但也相当直接。一旦我们有了基因组测序技术,研究人员在2005年发表了第一份黑猩猩基因组草图,他们发现了三种类型的差异。

我们的身体里有什么?使我们与黑猩猩DNA产生了4%的不同

单个字母的差异 ,这就是为什么有时你会看到人们说原始代码有1%的差异,相当于从百科全书中添加或删除一个单词或句子后的变化类型,这些又占了3%左右,把这些因素考虑进去,然后我们得到了4%左右的差异。

然后还有一个更大的差异,比如整个染色体是被移动的大片段整个基因的复制,在循环百科全书的一章或一卷的顺序。自从人类和黑猩猩最后一次拥有共同的祖先,大概是几百万年前以来,这种差异就一直在累积,人类和黑猩猩的血统分别进化。这意味着在4%的DNA中是不同的,正是这些东西使它们成为黑猩猩, 另一半则在数小时内进化而来。它包含了构成我们人类独特特征的所有元素,从适合直立行走的骨骼到精确的运动控制,再到强大的大脑。所有这一切只占我们DNA的2% ,这看起来可能不多,但加起来仍有超过1500万个差异,其中大部分是分散在基因组各处的微小差异。现在,并不是所有的这些变化加起来就形成了塑造我们性格的功能差异。

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对DNA的改变大多数都是中性的。它们要么根本不会影响性格特征,要么会产生无关紧要的差异,比如你小拇指的形状。所以第一个是鼓吹非中性的差异,第二个是弄清楚这些差异是如何形成我们独特的人类特征的,这真的很难理解为什么我们有语言和思想。我们不需要深入到语言形式如何在大脑中,但当你思考什么是基因时,它实际上是有意义的。

通常, DNA的某些部分是蛋白质的编码蛋白质是构建身体并使其工作的物质。人类、黑猩猩以及许多其他动物,都是由几乎相同的物质构成的。皮肤,骨骼,血液,内脏的工作方式都是一样的,可能有很多非常相似的蛋白质由非常相似的基因编码。事实上,我们体内近三分之一的蛋白质与它们的同类完全相同。所以在蛋白质水平上,我们更像首领。尽管如此,即使微小的差异也会影响我们的蛋白质。这种在蛋白质水平 上的进化修补不是一种交易的来源,一种特定于我们的特定。如果它们属于基因,可以扰乱它们或改变它们的工作方式。一百多个基因被复制了,所以我们的基因组现在有多个副本。例如一种消化淀粉的蛋白质,它是一种已经被多次使用的基因 ,它可能帮助我们从淀粉食物中获得更多的能量。另一个复制的基因在胚胎发育期间活跃在大脑中,它可能会影响大脑外层,而大脑外层是我们用于更高层次思考的,它们彼此连接。但到目前为止 ,大多数差异根本不在蛋白质编码区。它们位于基因之间的巨大区域。这些差异中的许多仍然会影响我们的蛋白质,所以不是蛋白质做了什么,而是它们如何部署,这就引出了基因调控

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每个基因都被更短的脱氧核糖核酸包围,像开关一工作,它们控制着基因在体内何时何地启动,以及有多少蛋白质由此产生。这一切都是通过蛋白质和其他分子的联系来协调的,这些分子与这些开关相互作用。群体排序在胚胎发育过程中是至关重要的 ,当身体部分成形时,例如,通过调整基因表达,你可能能够使用同一基因来构建适合在全力行走和站着行走的状态,基因调控可以使用相同的工具来构建不同的形状,比如蛋白质差异,一些DNA的变化。字母在基因调控方面可能有重要的缺陷,研究人员认为这可能是我们与猩猩不同的重要原因。这种修补可能比改变蛋白质本身的破坏性更小,因为许多塑造我们身体时在身体的多个部位都起作用,所以改变一种蛋白质会影响到所有地方,最有可能是以有害的方式。但它改变自己的规则可以很容易地将其定位到特定的地点和时间,例如,在大脑的某个区域发现特定的基因活动,理论上可以帮助那个区域作为捕获物增长更大。这项研究不同于为蛋白质编码的DNA序列,它很难预测变化的结果,在所有中性的变化中找到有意义的变化,就像大海捞针-样。科学家们用他们的聪明大脑来解决这个问题,当他们接近做这个的时候,就是看DNA方法化的模式。

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在一项研究中,研究人员比较了黑猩猩和现代人类,以及一些灭绝的人类物种,他们发现现代人类有独特模式围绕着数百个基因,其中一些最大的差异是围绕着影响面部解剖的基因和声道变化。调控可能是人类拥有更平坦的面孔并能发出更复杂声音的原因,另一种发现基因调控有意义差异的方法涉及到计算工具。在数百万年的进化过程中,从事重要工作的DNA片段往往保持相对不变,因为对它们的改变可能会把事情搞得一团糟。但是,当有一些变化足够有效 ,不会立即被自然选择过滤掉时,它们可以导致各种各样的进化创新。计算机程序可以在其他动物之间寻找相同但在人类身上不同的序列。研究人员称这些心脏为人类加速区域,因为它们在我们的血统中变化得更快,这样的变化不太可能是中性的,更有可能给我们的祖先带来某种繁殖优势。研究人员已经通过这种方式发现了数千种有希望的元素,到目前为止,很多研究都涉及到找出哪些元素,在正确的时间、正确的地点发挥作用,从而完成重要的事情。其中一些似乎在免疫系统、生殖和四肢发育中起作用。不出所料,许多似乎是在大脑中工作的。研究人员在几个小时内进行了更深入的研究,例如,一个调控DNA片段在发育中的大脑中是活跃的,它似乎增强了另一个基因的活动,特别是在大脑高级功能区域的新皮层。研究人员可能在基因调控方面有重大发现,但这只是冰山一角。要将这些差异与特征联系起来还有很多工作要做,比如测量大脑的大小是非常简单的,但并不是说大脑越大就越善于思考。你如何设计一个实验,将一个差异与一种能力(如书面语言)、复杂的人类特征(如抽象思维)和长期规划联系起来,这些能力都来自多个基因的共同作用。

数千个有希望的差异仍未被研究,最近有一些进展正在帮助研究人员研究相互关联的基因和蛋白质网络。所以我们需要更 多的创新来深入研究我们的差异对人类状况的影响。但在这个过程中,我们了解了很多作为人类的意义。幸运的是,我们有聪明的大脑来帮助我们解决问题。

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