人類的毛發(fā)為什么明顯比其他哺乳動(dòng)物少？這一直是個(gè)謎。

【資料圖】

近日，美國(guó)科學(xué)家在eLife發(fā)表論文稱，人類似乎擁有全身長(zhǎng)毛發(fā)的基因，但進(jìn)化使它們喪失了功能。研究結(jié)果指出，一組基因和基因組的調(diào)控區(qū)域似乎對(duì)毛發(fā)的形成至關(guān)重要。

這項(xiàng)研究回答了塑造這一人類決定性特征機(jī)制的基本問(wèn)題。科學(xué)家認(rèn)為，這可能為治療謝頂和化療后脫發(fā)提供了新方法。

“我們采取了創(chuàng)造性的方法，利用生物多樣性了解人類的基因。”猶他大學(xué)衛(wèi)生學(xué)院人類遺傳學(xué)家Nathan Clark說(shuō)，他與匹茲堡大學(xué)的Amanda Kowalczyk和Maria Chikina一起進(jìn)行了大部分研究。

從猴子粗糙的體毛到貓柔軟的皮毛，動(dòng)物王國(guó)的毛發(fā)形形色色。無(wú)毛的動(dòng)物也是如此。人類僅有頭上特有的“一撮”毛發(fā)，體毛則不太顯眼，屬于“無(wú)毛”一族。其他一些哺乳動(dòng)物也是這一行列的成員，比如毛發(fā)稀疏的大象、皮毛光滑的豬，以及長(zhǎng)著八字胡的海象等。

由于沒有濃密的毛發(fā)，大象在炎熱的氣候中更容易降溫，而海象在水中游動(dòng)也毫不費(fèi)力。盡管原因各異，但Kowalczyk分析發(fā)現(xiàn)，這些無(wú)毛哺乳動(dòng)物在許多相同的基因中都積累了突變，包括編碼角蛋白的基因，以及構(gòu)建毛干和促進(jìn)頭發(fā)生長(zhǎng)的其他基因。

研究還表明，基因組的調(diào)控區(qū)域似乎同樣重要。這些區(qū)域并不編碼毛發(fā)的結(jié)構(gòu)，而是間接影響編碼過(guò)程。它們決定了某些基因在何時(shí)何地啟動(dòng)，以及它們的數(shù)量。

此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了一組可能與毛發(fā)生長(zhǎng)有關(guān)的新基因，不過(guò)這些基因在生發(fā)中的作用尚未確定。

“有很多基因我們不太了解，但它們可能在頭發(fā)生長(zhǎng)和保養(yǎng)方面發(fā)揮作用?！盞owalczyk說(shuō)。

為解開哺乳動(dòng)物“脫發(fā)”之謎，研究人員開始在無(wú)毛動(dòng)物中尋找比有毛動(dòng)物進(jìn)化速度更快的基因。

“由于動(dòng)物在進(jìn)化壓力下掉毛，編碼毛發(fā)的基因就變得不那么重要了。這就是它們?cè)谧匀贿x擇下基因變化加速的原因?！盋lark說(shuō)，一些基因變化可能是導(dǎo)致毛發(fā)脫落的原因。

為了搜索這些基因，研究人員開發(fā)了一種可以同時(shí)比較基因組數(shù)百個(gè)區(qū)域的計(jì)算方法。他們調(diào)查了數(shù)十種哺乳動(dòng)物的19149個(gè)基因和343598個(gè)調(diào)控區(qū)域。在這個(gè)過(guò)程中，他們采取了一些措施，忽略了負(fù)責(zé)進(jìn)化物種獨(dú)有特征的基因區(qū)域，比如適應(yīng)水生生活。

Clark解釋說(shuō)，這種無(wú)偏倚的篩查，識(shí)別出了已知的頭發(fā)基因，證明了這種方法是有效的。研究還表明，通過(guò)篩查識(shí)別出的那些不太明確的基因，可能對(duì)毛發(fā)生長(zhǎng)同樣重要。

現(xiàn)在，研究人員正在使用同樣的方法定義與預(yù)防癌癥、延長(zhǎng)壽命和其他健康狀況有關(guān)的基因區(qū)域。

相關(guān)論文信息：http://doi.org/10.7554/eLife.76911

作者：李木子來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)