人类和猿类尾巴丢失进化的遗传基础

尾巴的丢失是人类和‘类人猿’进化谱系中最显著的解剖学变化之一，被认为在人类双足行走中发挥了作用。然而，促进人科动物尾巴丢失进化的遗传机制仍然未知。在这里，我们提供的证据表明，人科动物祖先基因组中一个单独的Alu元件的插入可能促进了尾巴丢失的进化。我们证明，这个Alu元件——插入到TBXT基因的一个内含子中——与相邻的、以相反基因组方向编码的祖先Alu元件配对，并导致人科动物特异的选择性剪接事件。为了研究这种剪接事件的影响，我们生成了多个小鼠模型，这些模型同时表达Tbxt的全长和外显子跳跃异构体，模拟其人类同源基因TBXT的表达模式。表达两种Tbxt异构体的小鼠表现出尾巴完全缺失或尾巴缩短，具体取决于胚胎尾芽中表达的Tbxt异构体的相对丰度。这些结果支持外显子跳跃转录本足以诱导尾巴丢失表型的观点。此外，表达外显子跳跃Tbxt异构体的小鼠会出现神经管缺陷，这种情况影响人类约千分之一的新生儿。因此，尾巴丢失的进化可能与神经管缺陷的潜在适应性代价相关，这种代价至今仍影响人类健康。