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神经元生长相关基因CLMN的分子进化研究和云南石棺墓古人类DNA的初步分析
罗虹
学位类型硕士
导师宿兵
2007
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
关键词Clmn基因 分子进化 神经元生长 人类进化 认知
摘要人类与其它动物最为不同的地方就是拥有高级的认知能力。从基因组进化的角度来看,与认知和神经发育相关的某些基因在人这一支中加速进化,这是由于这些基因在人类进化历程中经历了达尔文正选择的结果。 CLMN基因在神经元发育过程中与树突生长密切相关。本研究对世界3个主要人群和5个非人灵长类物种的CLMN基因编码区和其周围内含子区域进行了序列比较分析。结果显示,CLMN基因在人这一支中的进化速率要高于其它非人灵长类物种。并且在人群中,人类特有的3个氨基酸替换位点均被固定下来。这3个氨基酸替换均发生于CLMN蛋白结构域中一段功能未知的区域。在人群的15个多态位点中,有两个人类新产生的突变的频率分别达到93%和88%,且与之相关的单倍型频率在人群中亦达到35%。由于该两处突变均发生于内含子区域,其异常高的频率提示该两处突变可能由于受搭载效应影响从而导致其频率增高。对人群数据的中性检验结果亦显示,CLMN基因在人类的进化过程中由于达尔文正选择而产生适应性的作用。 以上的结果表明,CLMN作为在神经元生长过程中与树突发育密切相关的因子,其在人类进化过程中受到达尔文正选择作用。其功能的修饰可能与人类高级认知能力的提高相关。
其他摘要The most significant difference setting human apart from other animal species is the highly developed cognitive ability. During genome evolution, rapid sequence substitutions were observed in some of the cognition-related genes, which is due to the act of Darwinian positive selection. CLMN is related to dendrites elongation during neuron development. In this study, we sequenced and compared the coding region and the flanking sequences of CLMN in three major human populations and five non-human primate species. The results indicated that CLMN evolved faster in the human lineage when compared with nonhuman primates. We identified three human specific sequence substitutions, which are fixed in human populations and located in the function-unknown domain of CLMN. Among the 15 polymorphic sites found in human populations, two of the derived substitutions have high frequency (93% and 88%), so is the haplotype defined by these two substitutions (35%). As the two substitutions are located in the intron region, it is likely that the observed high frequencies were caused by genetic hitch-hiking. In addition, neutrality test in human populations revealed the signature of adaptive evolution due to Darwinian positive selection. In summary, we demonstrated that CLMN has undergone Darwinian positive selection during human origin, which may contribution to the functional change in human cognitive abilities.
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.kiz.ac.cn/handle/152453/6484
专题科研部门_比较基因组学(宿兵)
推荐引用方式
GB/T 7714
罗虹. 神经元生长相关基因CLMN的分子进化研究和云南石棺墓古人类DNA的初步分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2007.
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