论文题目：De novo genes with an lncRNA origin encode unique human brain developmental functionality

论文来源：Nature Ecology & Evolution

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41559-022-01925-6

人类新生基因（de novo genes）可以起源于中性长非编码 RNA（lncRNA）位点，在进化上具有重要意义，但这种全或无的功能转变如何以及为什么发生仍不清楚。在74个人类/人科特异的新生基因中，研究者发现了独特的 U1 元件和 RNA 剪接相关序列，负责 RNA 出核转运，区分 mRNA 和 lncRNA，并从 lncRNA 位点驱动新生基因的产生。

通过调节出核转运来促进 lncRNA-mRNA 转换的多态位点被选择性地限制，维持了一个区分 mRNA 和 lncRNA 的边界。具有功能的新基因主动通过它，表现出一种预适应起源模式，即在实现编码潜能的同时获得功能。作为这个概念的证明，研究在人类神经祖细胞中验证了剪接和U1识别对其中一个基因 ENSG00000205704 出核转运效率的调控。值得注意的是，在人类胚胎干细胞中，该基因的敲除或过度表达分别加速或延迟了皮质类器官的神经元成熟。异位表达 ENSG00000205704 的转基因小鼠大脑表现出皮层扩大的更大的大脑。因此，研究证明了出核转运在新生基因起源中的关键作用。这些新起源的基因可能反映了人类大脑发育的独特之处。

图1. U1 序列是预测 RNA 核保留的关键特征

图2. 人类新生基因起源过程中关键特征的切换

图3. 外显子U1元素直接调节人体出核转运

图4. 核出口是区分 mRNA 和 lncRNA 的一个选择性受限边界

图5. 新产生的新生基因调节人脑转录组

图6. 类人猿特有的新生基因调节神经元成熟