一個(gè)不到500個(gè)“字母”的DNA片段,竟藏著人類之所以為人的終極密碼,它在數(shù)百萬年前的一個(gè)“開關(guān)”動(dòng)作,最終將我們送上了地球生命之巔!
是的,你沒有看錯(cuò)。8月13日,加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家們?cè)跈?quán)威期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)上投下一枚重磅炸彈:他們可能找到了那個(gè)決定人類大腦獨(dú)特性的“天選之子”——一段名為 HAR123的DNA序列。
在浩瀚的生命演化史中,人類的登場(chǎng)仿佛是一次毫無預(yù)兆的“終極版本更新”。我們?yōu)楹螕碛腥绱藦?fù)雜的大腦和智慧?這個(gè)問題困擾了達(dá)爾文至今的所有人??茖W(xué)家們就像是尋找宇宙源代碼的程序員,而今天,他們終于找到了那段至關(guān)重要的注釋。
◆ 01 神秘代碼HAR123:不是基因,勝似基因
首先,我要顛覆你的認(rèn)知:HAR123并不是一個(gè)基因!
我們通常認(rèn)為,是基因決定了我們的性狀。但HAR123更像一個(gè)幕后大佬,一個(gè)控制基因的“超級(jí)開關(guān)”或“音量調(diào)節(jié)器”。它屬于“人類加速區(qū)”(HARs)——這些DNA片段在人類演化中以驚人的速度“狂飆”,被認(rèn)為是塑造人類獨(dú)特性的關(guān)鍵。
這意味著,HAR123不是舞臺(tái)上表演的演員,而是決定整場(chǎng)大戲何時(shí)開幕、誰是主角的幕后總導(dǎo)演。
◆ 02 三招定乾坤:HAR123如何“捏”出人類大腦?
研究團(tuán)隊(duì)通過一系列精妙的實(shí)驗(yàn),揭示了這位“總導(dǎo)演”的三個(gè)神級(jí)操作:
第一招:奠定基礎(chǔ)——下令制造腦細(xì)胞
大腦這座宏偉的建筑,始于一種叫做“神經(jīng)前體細(xì)胞”(NPCs)的“磚塊”。HAR123的核心任務(wù)之一,就是強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)這些“磚塊”的生產(chǎn)。當(dāng)科學(xué)家在人類干細(xì)胞中“刪除”HAR123后,細(xì)胞生產(chǎn)“磚塊”的能力立刻大打折扣,大腦發(fā)育的源頭直接被掐斷了。
第二招:精妙配比——調(diào)控思考者與后勤兵的黃金比例
大腦里有兩種細(xì)胞:負(fù)責(zé)思考、計(jì)算的神經(jīng)元(思考者)和負(fù)責(zé)支持、營養(yǎng)的膠質(zhì)細(xì)胞(后勤兵)。兩者的比例直接決定了大腦的效率和健康。而HAR123,正是那個(gè)決定聲部平衡的指揮家。實(shí)驗(yàn)證明,缺少它,會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元比例下降,后勤兵過多,“思考者”數(shù)量不足。這種失衡,甚至與自閉癥、精神分裂癥等疾病息息相關(guān)。
所以,大腦并不是神經(jīng)元的獨(dú)角戲,而是與膠質(zhì)細(xì)胞的完美二重奏。HAR123,就是那個(gè)確保高音嘹亮、低音沉穩(wěn)的節(jié)拍器。
第三招:終極升級(jí)——賦予思維換擋的超能力
這是最震撼的一點(diǎn)!HAR123被證實(shí)與一種極其高級(jí)的能力——認(rèn)知靈活性(cognitive flexibility)——直接相關(guān)。
什么是認(rèn)知靈活性?它不是簡單的記憶力,而是你“卸載”舊知識(shí)、學(xué)習(xí)新規(guī)則、適應(yīng)新環(huán)境的能力。比如,你從安卓換到蘋果系統(tǒng),能很快適應(yīng);或者常走的路堵了,你能立刻規(guī)劃新路線。
在實(shí)驗(yàn)中,被敲除了HAR123的小鼠,學(xué)習(xí)走迷宮、找到固定出口的能力完全正常。但當(dāng)科學(xué)家把出口換了個(gè)位置后,正常小鼠很快就適應(yīng)了新規(guī)則,而“刪除”了HAR123的小鼠卻陷入了混亂,反復(fù)在舊出口打轉(zhuǎn),無法“更新”自己的認(rèn)知。
◆ 03 人類 VS 猩猩:9個(gè)字母,決定了仰望星空與棲身叢林
最關(guān)鍵的問題來了:為什么是我們,而不是我們的近親黑猩猩?
答案就在于那微小的差異。人類的HAR123與黑猩猩的版本,僅有9個(gè)核苷酸(字母)不同。然而,正是這9個(gè)字母的微調(diào),造成了天壤之別。
“開關(guān)”位置不同:在胚胎中,人類的HAR123更傾向于激活前腦(與高級(jí)思維相關(guān)),而黑猩猩的版本則更活躍于后腦。
效率天差地別:在人類細(xì)胞中,黑猩猩版本的HAR123雖然也能起點(diǎn)作用,但效率遠(yuǎn)不如“原裝正版”的人類版本。
專屬“激活碼”:更重要的是,研究發(fā)現(xiàn)人類HAR123能激活一個(gè)叫HIC1的關(guān)鍵下游基因,形成一條高效的神經(jīng)發(fā)育通路。而黑猩猩的版本,卻打不開這把鎖。
握草!你是不是已經(jīng)驚呆了?僅僅九個(gè)字母的差異,就決定了進(jìn)動(dòng)物園、實(shí)驗(yàn)室的,究竟誰是觀眾,誰是娛樂對(duì)象,誰是實(shí)驗(yàn)者,誰是被實(shí)驗(yàn)者。
我更好奇的是,要是找到辦法把黑猩猩DNA里那9個(gè)核苷酸改成人類的,我們是不是會(huì)培育出藝術(shù)家、科學(xué)家黑猩猩呢?
斯坦福這項(xiàng)研究,為我們理解自身的起源打開了一扇全新的大門。它告訴我們,演化的鬼斧神工,往往就藏在這些看似不起眼的“開關(guān)”之中。未來,對(duì)HAR123的深入探索,不僅將繼續(xù)揭開人類演化之謎,更有可能為攻克自閉癥、精神分裂癥等神經(jīng)系統(tǒng)頑疾帶來曙光。
下一次,當(dāng)你感嘆人類的智慧與創(chuàng)造力時(shí),請(qǐng)記住,這一切的起點(diǎn),可能就源于我們基因組深處,那一段長度僅442個(gè)字母的、名為HAR123的創(chuàng)世密碼。
參考文獻(xiàn):
Kun Tan, Kendall Higgins, Qing Liu, Miles F. Wilkinson. An ancient enhancer rapidly evolving in the human lineage promotes neural development and cognitive flexibility. Science Advances, 2025; 11 (33) DOI: 10.1126/sciadv.adt0534
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