人类大脑起源于漫长的生命进化过程,其最显著的改变是大脑的认知功能,反映在脑容量的显著扩增和脑结构的高度精细化。人类进化过程中哪些遗传改变造就了人类大脑是国际科学界长期力图回答的重要科学问题。所有器官包括大脑的形成都是通过发育过程来实现的,人类独特的脑发育模式源于在进化中基因组积累的功能性突变。通过近20年的比较基因组学研究已经发现大量人类特异的基因组序列变异和调控元件,典型的如人类快速进化区域(human accelerated regions, HARs)和人类特异的增强子(human-specific enhancers, HGEs)。哺乳动物包括人类的基因组一般长度约2 m,折叠在仅有10 μm大小的细胞核中。基因组在细胞核的三维空间中层次化有序折叠,其染色质高维结构对发育中细胞的增殖和有序分化至关重要。如何将基因组中的序列差异与脑发育的调控改变之间建立因果联系,并解析其中的分子调控机制,是颇具挑战的问题。
