猩猩、老鼠和馬身上都有，但人類沒有。為什么人類體毛明顯比其他哺乳動(dòng)物少，這一直是個(gè)謎。但是，對62種動(dòng)物的遺傳密碼進(jìn)行的首次比較，開始講述人類和其他哺乳動(dòng)物是如何失去鎖的故事。

猶他大學(xué)健康學(xué)院和匹茲堡大學(xué)的科學(xué)家在《eLife》雜志上發(fā)表報(bào)告稱，人類似乎擁有全身毛發(fā)的基因，但進(jìn)化使它們失去了功能。這些發(fā)現(xiàn)指向了一組基因和基因組的調(diào)控區(qū)域，它們似乎對頭發(fā)的形成至關(guān)重要。

這項(xiàng)研究回答了有關(guān)形成這一決定性人類特征的機(jī)制的基本問題?？茖W(xué)家們懷疑，這最終可能會(huì)導(dǎo)致脫發(fā)和化療后恢復(fù)頭發(fā)的新方法，或者是導(dǎo)致脫發(fā)的疾病患者。

這項(xiàng)研究進(jìn)一步表明，大自然在位于進(jìn)化樹不同分支的哺乳動(dòng)物身上至少部署了9次相同的策略。犀牛、裸鼴鼠、海豚和其他無毛哺乳動(dòng)物的祖先沿著相同的路徑踩踏、潛水和游泳，使一組共同的基因失效，以脫落毛發(fā)。

“我們采取了創(chuàng)造性的方法，利用生物多樣性來了解我們自己的基因，這有助于我們確定基因組中對我們重要的東西有貢獻(xiàn)的區(qū)域?！?/p>

無毛的好處  

無論是猴子粗糙的體毛還是貓柔軟的皮毛，在動(dòng)物王國里，毛發(fā)看起來都是不同的。脫發(fā)也是如此。人類頭上有一撮特有的頭發(fā)，但因?yàn)轶w毛不太顯眼，我們就屬于“無毛”一類。加入我們行列的還有其他有少量毛發(fā)的哺乳動(dòng)物，比如毛發(fā)稀疏的大象、毛發(fā)稀疏的豬，以及有八字胡的海象。

發(fā)際線后移是有好處的。由于沒有濃密的毛發(fā)，大象在炎熱的氣候中更容易降溫，而海象在水中滑行也毫不費(fèi)力。盡管有各種各樣的原因，科瓦爾奇克的分析發(fā)現(xiàn)，這些和其他被分析的無毛哺乳動(dòng)物在許多相同的基因中積累了突變。這些基因包括編碼角蛋白的基因，以及構(gòu)建毛干和促進(jìn)頭發(fā)生長的其他元素。

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)域并不編碼生成毛發(fā)的結(jié)構(gòu)，而是間接地影響這一過程。它們指導(dǎo)著某些基因在何時(shí)何地啟動(dòng)，以及產(chǎn)生多少。

此外，篩選還發(fā)現(xiàn)了在毛發(fā)萌發(fā)中起作用的基因尚未被確定。結(jié)合其他證據(jù)，比如皮膚活躍的跡象，這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了一組可能與頭發(fā)生長有關(guān)的新基因。

“有很多基因我們不太了解。我們認(rèn)為它們可能在頭發(fā)生長和保養(yǎng)方面發(fā)揮作用。”

解決脫發(fā)問題  

為了解開哺乳動(dòng)物脫發(fā)之謎，研究人員在無毛動(dòng)物中尋找進(jìn)化速度比有毛動(dòng)物快的基因。

“由于動(dòng)物在進(jìn)化壓力下脫發(fā)，編碼毛發(fā)的基因就變得不那么重要了?！薄斑@就是為什么它們加快了自然選擇允許的基因變化的速度。一些基因變化可能是脫發(fā)的原因。其他的可能是頭發(fā)停止生長后的附帶損害。”

為了進(jìn)行搜索，他們開發(fā)了計(jì)算方法，可以同時(shí)比較基因組的數(shù)百個(gè)區(qū)域。他們調(diào)查了所分析的幾十種哺乳動(dòng)物物種中保守的19,149個(gè)基因和343,598個(gè)調(diào)控區(qū)域。在這個(gè)過程中，他們采取了一些措施，忽略了負(fù)責(zé)進(jìn)化其他物種特有特征的遺傳區(qū)域，比如適應(yīng)水生生活。

作者解釋說，這種無偏倚的篩查識(shí)別出了已知的頭發(fā)基因，這證明了這種方法是有效的。這也表明，在屏幕中識(shí)別的那些不太明確的基因可能對有頭發(fā)或沒有頭發(fā)同樣重要。

研究人員現(xiàn)在正在使用同樣的方法來定義與預(yù)防癌癥、延長壽命和了解其他健康狀況有關(guān)的基因區(qū)域。

“這是一種確定不同特征下的全球遺傳機(jī)制的方法?！?/p>

文章標(biāo)題

Complementary evolution of coding and noncoding sequence underlies mammalian hairlessness