你們人類為什麼沒有觸鬚、陰莖刺卻有更發達的大腦？

線索一：啟動子與增強子

要回答今天的問題，首先回顧一下關於轉錄的一些細節內容，請先看下面這段不到2分鐘的小視頻：

這段視頻中有下圖這個片段：

這個片段中有一個叫Activator proteins（活化因子，轉錄因子的一種）的元件，它會結合一段在即將轉錄的基因（圖中中部的一大塊就是RNA聚合酶和其他一些蛋白質結合成的轉錄複合體，正結合在啟動子區等待起始轉錄）上游的一段DNA序列。

那段與Activator proteins結合的DNA序列就稱為「增強子」，是參與DNA順位轉錄調控的重要單元（回想一下基因的選擇性表達）。

人類、黑猩猩、小白鼠之間的基因差異很小，到底是什麼差異導致我們之間的重要區別？比如今天標題中提到的觸鬚、陰莖刺和大腦？

在最新的一些研究中，科學家發現人類基因組中因為缺少幾個增強子序列而分別使得人類沒有了觸鬚和陰莖刺，卻擁有便於直立行走的較短的腳趾和更為發達的大腦！

這些研究的參與者包括美國費城骨科醫學院的生物醫學副教授Philip L. Reno。他的一篇科普性文章《這些消失的DNA讓人類脫穎而出》發表在2017年6月的《環球科學》上。今天文章的內容主要引用自下面這篇研究論文：

線索二：激素與受體

激素作用方式的其中一個特點是能調控靶器官和靶細胞的代謝活動，而對其他細胞不起作用。靶器官和靶細胞之所以能接受相應激素的調控是因為他們能表達相應激素的受體。比如說肝臟細胞和肌肉細胞具有胰島素的受體，所以會受到胰島素的調節。

高中教材中還有另一個比較引人注意的激素：雄性激素（睾酮）。學生學到脂質中的固醇時就第一次接觸到相關概念了。那下面問大家一個問題：

人體睾酮的靶器官和靶細胞有哪些？

這個問題的答案我不一一列舉了，大家不妨從第一、第二性徵的發育這個角度來思考一下。而科學家們也正是從這個角度切入有了重大發現！

人類的一些特點正是因為某些細胞的睾酮受體缺失導致的，而進一步的原因正是人類睾酮受體基因前的一段增強子的缺失！

（調控該基因表達的增強子不只一個，人類少的是圖中紅色三角的一個，而綠色矩形的一個仍在，所以人體中一些細胞缺乏在其他物種中具有的睾酮受體，而其他一些細胞中仍然有，因此我們的man和黑猩猩的man還是有點不同的。）

科學家是怎麼知道的呢？首先是做了基因比對，了解到人類基因組和其他物種的差異。

（比對發現人類缺失了睾酮受體基因的某個增強子，該增強子調控睾酮受體基因在某些細胞中的表達。）

然後通過讓特定細胞顯色的方式觀察基因表達的情況：

（藍色是表達睾酮受體的細胞，圖中b、c、d、e和f、g 、h、i分別為黑猩猩和一種專門用於本實驗做對照的轉基因小鼠的睾酮受體表達情況。）

根據上述結果反推，在人體中，增強子序列的缺失致使這些細胞不表達睾酮受體，因而不再受睾酮調節。

所以人類沒有觸鬚，也沒有陰莖刺。

（一個進化的解釋：陰莖刺的消失可能有利於直立行走。所以上圖設定的科學性要進一步比對黑貓警長的相關基因才能判斷。另，人類直立行走還涉及到一個影響後肢骨發育的基因開關，人類的第二根到第五根腳趾變短對直立行走是非常重要的。）

線索三：其他的「DNA開關」

另有研究表明，人類最為重要的器官——腦的發育也和某控制細胞數量基因的開關缺失有關，這種控制細胞數量的基因如果被表達， 胚胎髮育中的一些「多餘的」神經元將會被殺死，這是在黑猩猩腦部發育中的正常情況，或者說這是可以避免「腦癌」的一個基因，然而人類大腦中雖然有這個基因，但不會表達，因此人類可以有更多的神經元，也就是能更聰明！然而這是否增加了人類患腦癌的風險則需要進一步的研究了、、、、、、

借用《這些消失的DNA讓人類脫穎而出》中的結語：

歷史已遠去，無論我們多麼渴求答案，很多謎團我們可能無法解開。但即使不能確切地把演化的原因一一說出，也能藉助現代分子生物學的手段揭示其改變過程。生物一步一步演化的過程本身就是一個令人心馳神往的問題！

陰莖骨消失還有另一個作用，就是延長了人類的交配時間，而這能增加配偶的親密度，這也可能是一夫一妻制進化上的來源，而一夫一妻制對於小孩後天培養的是極其關鍵的。

現在，請您再看看下面這篇文章的標題，會不會有更多感觸呢？

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！