科学家发现ZNF558调控人脑发育的基因调控网络

张志成 2021-11-02

      人类的DNA与黑猩猩非常相似,从进化的角度来看,黑猩猩是在亲缘关系上与人类最接近的生物。近期,来自瑞典隆德大学的研究团队发现,非编码DNA ZNF558仅在人类的前脑神经组细胞中表达,而在黑猩猩则不表达,这导致了人类和黑猩猩大脑之间的差异,这可能解释了人类和黑猩猩大脑差异的原因。论文在《Cell Stem Cell》发表,题为:A cis-acting structural variation at the ZNF558 locus controls a gene regulatory network in human brain development。

  在这项研究中,研究人员利用了干细胞技术,不再依赖活体的人和黑猩猩,通过对皮肤细胞进行重编程,研究人员获得了诱导性多能干细胞(iPSC),并在体外发育为人和黑猩猩的前脑神经祖细胞,确定了KRAB-ZFP(含KRAB区域的锌指蛋白)转录因子ZNF558,它只在人类的前脑神经祖细胞中表达,在黑猩猩中则不表达。ZNF558在线粒体稳态中发挥作用,ZNF558的缺失将影响人脑早期发育过程中的发育时间,同时,ZNF558的表达受到下游可变数目串联重复序列的大小控制,该序列长度在黑猩猩与人类中也有不同。可变数目串联重复序列是一种所谓的DNA结构变体,长期被认为没有功能的DNA重复序列。

  这项研究为顺式结构变异(cis-acting structural variation)如何建立一种影响人类大脑进化的调控网络提供了新见解,同时突出了非编码DNA研究的重要性。