是什么成就了人类大脑？Cell：新研究鉴定出两个与人类大脑特征相关的基因

是什么让人类大脑与众不同？ 一项发表在《细胞》杂志上的新研究鉴定出了两个与人类大脑特征相关的基因，并为发现更多此类基因提供了路线图。这项研究可能有助于深入了解人类大脑的功能和进化，以及语言障碍和自闭症的根源。

这两个新鉴定出的基因存在于人类基因组的“暗物质（dark matter）”区域：这些DNA区域包含大量之前一直难以研究的重复序列。

如果对DNA序列的组装就像把撕碎的页面拼成一本书，那么利用重复序列重建DNA就好比仅靠“and”和“the”这类词来匹配页面。错配和重叠的可能性极大。尽管研究困难，但DNA重复序列也被认为对进化很重要，因为它们可以产生现有基因的新版本供自然选择作用。

“从历史上看，这一直是个非常具有挑战性的问题。人们不知道从哪里开始，”论文通讯作者、加州大学戴维斯分校基因组中心基因组学副主任 Megan Dennis 说。

2022年，Dennis 是一篇描述首个完整人类基因组序列（称为‘端粒到端粒（telomere to telomere）’参考基因组）论文的合著者。该参考基因组包含了2001年发布的首个草案中遗漏的困难区域，现正被用于新的发现。

鉴定人类大脑基因

Dennis 及其同事们使用端粒到端粒人类基因组来识别重复基因（duplicated genes）。然后，他们根据千人基因组计划（1000 Genomes Project）的序列，筛选出那些：在大脑中表达、存在于所有人类中、且是保守的（conserved）（即它们在个体间没有表现出太大变异）的基因。

他们筛选出了大约250个候选基因家族。从中，他们挑选了一些在动物模型斑马鱼（zebrafish） 中进行进一步研究。通过剔除基因和将人类重复基因引入斑马鱼，他们证明其中至少有两个基因可能促成人类大脑特征：一个名为 GPR89B 的基因导致脑容量略微增大，另一个名为 FRMPD2B 的基因导致突触信号传导（synapse signaling）改变。

“想想你可以用斑马鱼来测试人类大脑特征，这很酷，” Dennis 说。Dennis 表示，这篇论文中的数据集旨在成为科学界的资源。例如，它应使筛查重复区域中与语言缺陷或自闭症相关的突变（这些突变在之前的全基因组筛选中被遗漏）变得更加容易。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Daniela C. Soto et al, Human-specific gene expansions contribute to brain evolution, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.037.