人与猿类如何在进化中“甩掉”尾巴

人与猿类如何在进化中“甩掉”尾巴 灵长类动物尾部表型的系统发育树(Ma表示百万年前)。图片来源:《自然》网站这在胚胎发育模型中会影响尾部伸长,意味着这种成分会促进人与猿类尾巴的缩短或退化。此外,科学家认为,失去尾巴的演化过程或导致人与猿类更容易出现神经管畸形。与其它灵长类物种不同,人科猿类——包括人类、黑猩猩、大猩猩、红毛猩猩和长臂猿都没有尾巴。尾巴的消失,是人类和其它猿类演化中最显著的身体变化之一。不过,演化掉尾巴的遗传学机制一直有待阐明。此次,包括美国纽约大学朗格尼健康中心科学家在内的研究团队,筛查了与脊椎动物尾巴发育相关的140个基因,寻找可能导致猿类失去尾巴的变化。他们认为,Alu元件插入猿类祖先的Tbxt基因(与有尾动物的尾巴发育相关)可能促进了尾巴的消失。为检测这种理论,他们构建了表达Tbxt基因不同形式的小鼠模型,包括两种外显子跳跃异构体(在猿类中这种异构体可通过插入Alu诱导)。团队发现,表达两种Tbxt形式的小鼠皆没有尾巴,或尾巴变短,具体取决于胚胎尾芽表达的相对数量。这是证明外显子跳跃Tbxt异构体导致尾巴消失的证据。此外,他们还发现表达外显子跳跃Tbxt异构体的小鼠可能会出现神经管畸形,这种疾病在每1000个人类新生儿中约有一例。研究人员指出,神经管畸形可能是尾巴在演化中消失的适应代价。神经管畸形到今天仍在影响人类,包括由于脊髓在子宫内发育不完全导致的脊柱裂。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421791.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1421791.htm

相关推荐

封面图片

人与猿类如何在进化中甩掉尾巴?

人与猿类如何在进化中甩掉尾巴?猴子有尾巴,而人类和猿类的尾巴却在进化中消失了,是什么在其中起了关键作用?《自然》28日发表的一篇论文,报道了人类和猿类演化掉尾巴的遗传学基础。一种猿类特异性遗传成分,插入一个尾巴发育相关的基因,就会导致一种新的蛋白质异构体的产生。这在胚胎发育模型中会影响尾部伸长,意味着这种成分会促进人与猿类尾巴的缩短或退化。此外,科学家认为,失去尾巴的演化过程或导致人与猿类更容易出现神经管畸形。(科技日报)

封面图片

人类为什么没有尾巴?基因中的秘密可以解释原因

人类为什么没有尾巴?基因中的秘密可以解释原因这项研究成果最近发表在《自然》(Nature)杂志上,研究人员比较了无尾猿和人类与有尾猴的DNA,发现猿类和人类都有一个DNA插入基因,但猴子却没有。研究小组设计了一系列小鼠,以研究插入基因TBXT是否会影响小鼠的尾巴,结果发现小鼠的尾巴会受到各种影响,包括一些小鼠出生时没有尾巴。"我们的研究开始解释进化是如何去掉我们的尾巴的,这个问题从小就吸引着我,"该研究的通讯作者、纽约大学格罗斯曼医学院的杰夫-D-博克(JefD.Boeke)博士和伊泰-柳井(ItaiYanai)博士说。夏现在是哈佛大学研究员协会的初级研究员,也是麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的首席研究员。过去的研究发现,有100多个基因与各种脊椎动物尾巴的发育有关,研究作者推测,尾巴的消失是由于其中一个或多个基因的DNA代码发生了变化(突变)。研究作者说,值得注意的是,新的研究发现,尾巴的差异不是来自TBXT突变,而是来自在类人猿和人类祖先的基因调控代码中插入了一个名为AluY的DNA片段。这项新发现源自遗传指令转化为蛋白质的过程,蛋白质是构成人体结构和信号的分子。DNA被"读取"并转化为RNA中的相关物质,最终转化为成熟的信使RNA(mRNA),从而产生蛋白质。在产生mRNA的一个关键步骤中,被称为内含子的"间隔"部分会被从代码中剪除,但在此之前,只需将被称为外显子的DNA部分拼接在一起(剪接),即可编码最终指令。此外,脊椎动物的基因组还进化出了另类剪接,即通过省略或增加外显子序列,一个基因可以编码不止一种蛋白质。除了剪接之外,人类基因组还在进化中加入了"无数"开关,从而变得更加复杂。"无数"开关是人们不甚了解的"暗物质"的一部分,它在不同类型的细胞中开启不同水平的基因。还有其他研究表明,人类基因组中的非基因"暗物质"(位于基因之间和内含子内)有一半由高度重复的DNA序列组成。此外,这些重复序列大多由反转座子组成,反转座子也被称为"跳跃基因"或"移动元素",它们可以四处移动,反复、随机地插入人类代码中。据信,大猩猩、黑猩猩和人类的尾巴脱落发生在大约2500万年前,当时它们正从旧世界的猴子进化而来。图片来源:《自然》杂志(2024)综合这些细节,目前这项"令人震惊"的研究发现,影响尾长的转座子插入物AluY随机出现在TBXT代码的一个内含子中。虽然它没有改变编码部分,但研究小组发现,内含子插入影响了替代剪接,这是以前从未见过的,从而导致了不同的尾长。夏发现,在人类和猿类的TBXT基因中,如果AluY插入保持在同一位置,就会产生两种形式的TBXTRNA。他们推测,其中一种形式直接导致了尾巴的缺失。纽约大学朗格尼医院系统遗传学研究所索尔和朱迪思-伯格斯坦主任博克说:"这一发现非常了不起,因为大多数人类内含子都携带重复、跳跃的DNA拷贝,但对基因表达没有任何影响,而这种特殊的AluY插入却起到了决定尾巴长度这样显而易见的作用。"作者说,包括大猩猩、黑猩猩和人类在内的灵长类动物的尾巴脱落据信发生在大约2500万年前,当时灵长类动物从旧世界猴子进化而来。在这次进化分裂之后,包括现今人类在内的猿类群体形成了较少的尾椎,从而产生了尾骨。虽然失去尾巴的原因尚不确定,但一些专家认为,它可能更适合在地面上生活,而不是在树上。研究人员说,失去尾巴带来的任何优势都可能是强大的,因为它可能是在付出代价的情况下发生的。基因通常会影响身体的多个功能,因此在某处带来优势的变化可能会对其他地方造成损害。具体来说,研究小组发现,在TBXT基因插入研究的小鼠中,神经管缺陷略有上升。系统遗传学研究所的柳井说:"未来的实验将检验这样一种理论,即在古老的进化权衡中,人类尾巴的缺失导致了神经管先天性缺陷,比如脊柱裂中涉及的那些缺陷,如今每一千个人类新生儿中就有一个会出现脊柱裂。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422356.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422356.htm

封面图片

地质构造的转折:直布罗陀如何在未来封闭大西洋

地质构造的转折:直布罗陀如何在未来封闭大西洋新研究揭示的直布罗陀俯冲带的缓慢活动表明,它可能很快会加速并导致大西洋的关闭,从而标志着地球地质演变的一个重要阶段。这一发现强调了俯冲入侵对塑造我们星球的重要性,并凸显了该地区发生重大地震活动的可能性。资料来源:美国国家航空航天局大西洋类型的海洋注定会不断扩张,最终将成为下一个超大陆的外部海洋。目前,地球的外部海洋是太平洋。太平洋中间也有一条裂缝,但它以俯冲带为界,因此最终会关闭。沿着它的边缘,地震和火山爆发比比皆是--这种模式被称为"火环"。俯冲和海洋封闭每个威尔逊周期的海洋闭合阶段都要求内部海洋边缘从被动向主动(俯冲)边缘过渡。大西洋沿岸的大洋地壳古老而厚重,因此具备了俯冲的条件,但在俯冲之前,它必须断裂和弯曲。在自然界中,唯一能使这样的大洋板块断裂的力量是来自另一个俯冲带的板块拉力。但这不会自发发生。那么,内部海洋周围的俯冲是如何开始的呢?直布罗陀俯冲带从3000万年前到未来5000万年的演变示意图。摘自Duarte等人,2024年。资料来源:JoãoC.Duarte大西洋目前有两个俯冲带:小安的列斯群岛和斯科舍。但它们都不是在大西洋自发形成的;它们是在白垩纪时被太平洋的俯冲带所挤压,然后沿着大陆狭窄、几乎没有陆桥的转型边缘传播的。它们跃过了海洋。观测直布罗陀的潜没现象今天,在大西洋东岸的直布罗陀,我们有机会观察到这一过程的最初阶段,即所谓的俯冲入侵,而这一跳跃发生在不同的盆地--这里是地中海。这是一个非常宝贵的机会,因为观测任何特定构造过程的起始点的机会都是有限的。而俯冲起始阶段很难观测,因为它几乎不会留下任何痕迹。俯冲一旦开始,就会抹去其初始阶段的记录;被俯冲的板块最终会进入地幔,再也不会暴露在地表(罕见情况除外)。地中海直布罗陀俯冲带的活动一直备受争议。直布罗陀弧形成于渐新世,是西地中海俯冲带的一部分。虽然我们可以在它下面的地幔中看到俯冲板块,但目前几乎没有进一步的运动。突出显示大西洋俯冲带的地图,西侧为发育完全的小安的列斯群岛弧和斯科舍弧,东侧为初生的直布罗陀弧。摘自Duarte等人,2018年。来源:JoãoC.Duarte杜阿尔特等人刚刚在《地质学》(Geology)杂志上发表的一篇新论文表明,直布罗陀是活跃的--只是目前正处于缓慢运动阶段,因为俯冲板块非常狭窄,它正试图拉下整个大西洋板块。杜阿尔特解释说:"[这些]是地球上一些最古老的地壳,超级坚固和坚硬--如果它再年轻一些,俯冲板块就会直接断裂,俯冲就会停止。不过,它的强度还勉强够用,因此移动得非常缓慢。"俯冲的未来及其影响作者新开发的重力驱动三维计算模型显示,这一缓慢阶段还将持续2000万年。之后,直布罗陀俯冲带将侵入大西洋并加速。这将是大西洋东侧地壳循环的开始,也可能是大西洋本身开始关闭的开始,从而启动威尔逊周期的新阶段。从广义上讲,这项研究表明,俯冲入侵(即在外部海洋形成新的俯冲带,然后迁移到内部海洋的过程)很可能是大西洋型海洋中俯冲起始的常见机制,因此在我们星球的地质演化过程中发挥着关键作用。在当地,直布罗陀俯冲目前仍处于活跃期,这一发现对该地区的地震活动具有重要影响。在这一缓慢阶段,预计复发间隔时间会很长,但仍有可能发生高震级事件,如1755年里斯本地震,因此需要做好准备。关于直布罗陀弧的未来,还有许多问题有待解决。杜阿尔特下一步的工作重点之一是确定俯冲的确切几何形状,这需要评估附近大陆边缘的相对强度。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421165.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1421165.htm

封面图片

研究发现垃圾食品会严重损害成长中的大脑 影响长期记忆

研究发现垃圾食品会严重损害成长中的大脑影响长期记忆作为垃圾食品的代名词,西方饮食对身心健康的影响当之无愧地受到了恶评。从广义上讲,西式饮食是一种富含加工食品、饱和脂肪和单糖的饮食,与热量摄入过多、肥胖和代谢功能障碍有关。但是,西式饮食对成长中的大脑功能有什么影响呢?青少年的大脑是一项"正在进行的工作"。在10到24岁之间,大脑会发生重大变化,而这些变化在很大程度上受到遗传、荷尔蒙、睡眠和饮食等因素的影响。以往的研究表明,饮食,尤其是西方饮食与认知功能障碍有关。南加州大学(USC)研究人员的一项新研究探讨了高脂肪、高糖饮食如何损害青少年大脑,影响记忆力。他们对幼鼠和青少年鼠进行了研究。南加州大学生物科学教授、该研究的通讯作者斯科特-卡诺斯基(ScottKanoski)说:"我们不仅在这篇论文中看到,而且在我们最近的其他一些工作中也看到,如果这些老鼠在这种垃圾食品饮食中长大,那么它们的这些记忆障碍就不会消失。如果只是让它们吃健康的食物,不幸的是,这些影响会一直持续到成年。"研究人员给大鼠喂食垃圾食品"自助餐厅式"饮食,以模仿西方饮食习惯,或者喂食标准食物。食用相当于西方饮食的食物的大鼠可以自由食用高脂肪、高糖的食物、薯片、巧克力花生酱杯和高果糖玉米糖浆饮料。大鼠从出生后第26天到出生后第56天(即幼年和青春发育期)都食用各自的食物。此时,食用西方饮食的大鼠将改用健康饮食干预。实验的目的是测试依赖于大脑海马体的外显记忆。这是对特定时间和地点发生的日常事件的长期记忆(例如,对七岁生日派对的记忆)。记忆测试包括让大鼠探索不同地点的新物体。几天后,老鼠再次进入几乎相同的场景,只是增加了一个新物体。结果发现,西式饮食会导致外显记忆受损,而且在开始健康饮食后仍会持续。与对照组饮食的大鼠相比,西式饮食的大鼠表现出对场景的熟悉程度,而对照组饮食的大鼠则表现出记不清以前见过哪个物体以及在哪里见过。西式饮食并没有明显改变用于评估大脑海马区以外区域的记忆测试结果。研究人员最感兴趣的是了解西式饮食如何影响神经递质乙酰胆碱的水平,乙酰胆碱对记忆和学习至关重要。海马体的正常记忆功能依赖于乙酰胆碱,而阿尔茨海默氏症患者大脑中的乙酰胆碱水平往往特别低。在完成记忆测试和死后研究时,对两组老鼠的乙酰胆碱水平进行了测量。"乙酰胆碱信号是一种帮助它们(大鼠)编码和记忆这些事件的机制,类似于人类的'外显记忆',它能让我们记住过去的事件,"领衔作者安娜-海斯说。"这种信号似乎没有发生在吃高脂肪、高糖饮食长大的动物身上"。在西方饮食干预的早期就观察到了肠道微生物组的变化,但在引入健康饮食后得到了纠正。微生物组健康得到恢复,但记忆损伤却持续存在,这表明是乙酰胆碱而不是微生物组导致了这些损伤。有趣而且重要的是,西方饮食引起的持续记忆损伤是在对体重和新陈代谢没有影响的情况下发生的。这表明生命早期的饮食会对大脑功能产生长期影响,而与肥胖无关。虽然将垃圾食品改为健康饮食并不能减轻与不良饮食有关的记忆缺陷,但研究人员可以使用模拟乙酰胆碱的药物来逆转这种缺陷。在进行记忆测试前,将药物直接注射到海马体中,可以改善西方饮食引起的记忆表现。研究结果的意义显而易见。年轻人,尤其是大脑正处于关键发育阶段的青少年如果食用西式饮食,就有可能对大脑功能造成长期损害。卡诺斯基说:"我不知道该怎么说才不会听起来像卡珊德拉和厄运降临,但不幸的是,有些事情在成年后可能更容易逆转,但如果发生在儿童时期,就不那么容易逆转了。"*在希腊神话中,卡珊德拉是特洛伊国王和王后的女儿。阿波罗神迷恋她的美貌,赐予她预言的能力。当她拒绝阿波罗时,阿波罗诅咒了她,这样就没有人会相信她的预言(往往是可怕的预言),包括警告特洛伊人不要接受希腊对手赠送的臭名昭著的木马。还需要进行更多的研究,探讨如何扭转西方饮食导致的青春期记忆问题。这项研究发表在《大脑、行为和免疫》(Brain,Behavior,andImmunity)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427610.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427610.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人