人類的毛發(fā)為什么明顯比其他哺乳動物少？這一直是個謎。

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近日，美國科學家在eLife發(fā)表論文稱，人類似乎擁有全身長毛發(fā)的基因，但進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)域似乎對毛發(fā)的形成至關(guān)重要。

這項研究回答了塑造這一人類決定性特征機制的基本問題。科學家認為，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?！豹q他大學衛(wèi)生學院人類遺傳學家Nathan Clark說，他與匹茲堡大學的Amanda Kowalczyk和Maria Chikina一起進行了大部分研究。

從猴子粗糙的體毛到貓柔軟的皮毛，動物王國的毛發(fā)形形色色。無毛的動物也是如此。人類僅有頭上特有的“一撮”毛發(fā)，體毛則不太顯眼，屬于“無毛”一族。其他一些哺乳動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，而海象在水中游動也毫不費力。盡管原因各異，但Kowalczyk分析發(fā)現(xiàn)，這些無毛哺乳動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)建毛干和促進頭發(fā)生長的其他基因。

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程。它們決定了某些基因在何時何地啟動，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)生長有關(guān)的新基因，不過這些基因在生發(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)生長和保養(yǎng)方面發(fā)揮作用。”Kowalczyk說。

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

“由于動物在進化壓力下掉毛，編碼毛發(fā)的基因就變得不那么重要了。這就是它們在自然選擇下基因變化加速的原因?！盋lark說，一些基因變化可能是導致毛發(fā)脫落的原因。

為了搜索這些基因，研究人員開發(fā)了一種可以同時比較基因組數(shù)百個區(qū)域的計算方法。他們調(diào)查了數(shù)十種哺乳動物的19149個基因和343598個調(diào)控區(qū)域。在這個過程中，他們采取了一些措施，忽略了負責進化物種獨有特征的基因區(qū)域，比如適應水生生活。

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

現(xiàn)在，研究人員正在使用同樣的方法定義與預防癌癥、延長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：李木子來源：中國科學報