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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
저널정보
한국분자세포생물학회 Molecules and Cells Molecules and Cells 제43권 제4호
발행연도
2020.1
수록면
331 - 339 (9page)

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Genetic modifications in noncoding regulatory regions are likely critical to human evolution. Human-accelerated noncoding elements are highly conserved noncoding regions among vertebrates but have large differences across humans, which implies human-specific regulatory potential. In this study, we found that human-accelerated noncoding elements were frequently coupled with DNase I hypersensitive sites (DHSs), together with monomethylated and trimethylated histone H3 lysine 4, which are active regulatory markers. This coupling was particularly pronounced in fetal brains relative to adult brains, non-brain fetal tissues, and embryonic stem cells. However, fetal brain DHSs were also specifically enriched in deeply conserved sequences, implying coexistence of universal maintenance and human-specific fitness in human brain development. We assessed whether this coexisting pattern was a general one by quantitatively measuring evolutionary rates of DHSs. As a result, fetal brain DHSs showed a mixed but distinct signature of regional conservation and outlier point acceleration as compared to other DHSs. This finding suggests that brain developmental sequences are selectively constrained in general, whereas specific nucleotides are under positive selection or constraint relaxation simultaneously. Hence, we hypothesize that human- or primate-specific changes to universally conserved regulatory codes of brain development may drive the accelerated, and most likely adaptive, evolution of the regulatory network of the human brain.

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Barton, R. A. / 2014 / Rapid evolution of the cerebellum in humans and other great apes / Curr. Biol 24:2440~2444 google schola Bejerano, G. / 2004 / Ultraconserved elements in the human genome / Science 304:1321~1325 google schola Bird, C. P. / 2007 / Fast-evolving noncoding sequences in the human genome / Genome Biol 8:R118 google schola Bush, E. C. / 2008 / A genome-wide screen for noncoding elements important in primate evolution / BMC Evol. Biol 8:17 google schola Caporale, A. L. / 2019 / Transcriptional enhancers in the FOXP2 locus underwent accelerated evolution in the human lineage / Mol. Biol. Evol 36:2432~2450 google schola

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