研究发现：古病毒残留或拉开人与黑猩猩大脑差距

引言：人和黑猩猩的蛋白编码基因，96%以上是相同的。人脑的体积却约为黑猩猩的三倍。

2026年10月23日，瑞典隆德大学研究团队在《科学进展》上提出一种解释：黑猩猩基因组里的一段古病毒残留，关掉了一个参与早期大脑发育的基因；而在人类基因组中，同一个基因至今保持活跃。

他们用人和黑猩猩的干细胞分别培育神经类器官，再用基因编辑把黑猩猩细胞里那段病毒剪掉。被关掉的基因重新开始转录。

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一、人与黑猩猩

约几百万年前，人与黑猩猩的共同祖先分成两支。

此后两条支系各自演化，大脑走上了不同的路。

既然人和黑猩猩的蛋白编码序列相似度这么高，大脑的体积、结构与认知能力为何会拉开如此差距？

答案直指非编码区。

这部分序列不编码蛋白，负责决定基因在什么时间、什么细胞里被打开。

内源逆转录病毒是其中一大类。这类序列来自远古的病毒感染：病毒把自身遗传物质插进宿主生殖细胞的基因组，随繁殖代代相传。

它们早已不再具备感染能力，但序列作为遗迹留在了基因组里。人和黑猩猩的基因组中，这类残骸各占至少8%。

留下的序列也不全是无用的填充。有的还带着启动子和增强子的片段，能影响附近基因表达；它们同时也是DNA甲基化容易发生的地方。

这些残骸既能充当附近基因的开关，也能把它们封死。物种之间调控网络的差异，有一部分正来自它们插入的位置与数量。

二、黑猩猩基因组里的158处古病毒残骸

这类病毒叫「PTERV1」，全称是黑猩猩内源逆转录病毒1型。

它的残骸出现在黑猩猩、倭黑猩猩和大猩猩的基因组里，人类基因组里没有发现。

它进入这些基因组的时间，根据论文说法，共划出了两个区间：

约500万到700万年前，PTERV1感染了非洲猿的共同祖先；大规模扩增则发生在150万到500万年前。

人类这一支之所以没有这些插入，论文引用此前的研究解释这一点：人源「TRIM5α」蛋白能阻止PTERV1感染人的细胞。

研究团队用RetroTector软件扫描黑猩猩参考基因组，共找到158处PTERV1插入。

这些插入的长度在2到14kb之间，平均7.5kb。以数量计，PTERV1是黑猩猩基因组里最丰富的内源逆转录病毒家族之一。

插入位点分布并不集中：一部分在基因之间，一部分在基因内部。

其中一处位于第19号染色体，进入了「LINC00662」的第一内含子里。

这处插入只出现在黑猩猩和倭黑猩猩的基因组中，发生在人与黑猩猩分开之后、黑猩猩与倭黑猩猩分开之前。

三、封存机制

细胞不会放任这些外来序列留在基因组里。灵长类演化出了一套专门的封存机制。

执行封存的是KRAB-ZNF家族，这是灵长类基因组里数量最多的一类转录因子。

它们识别病毒残骸，招募TRIM28，在插入位点建起一道屏障。

这道屏障就是异染色质。

异染色质上会积累DNA甲基化；甲基化不改动序列本身，只决定这段DNA能否被转录读出。

黑猩猩的158处PTERV1插入，在诱导多能干细胞和神经类器官中几乎全部被甲基化覆盖。这一现象被生动描述为：每一处都形成一个黑猩猩特有的局部异染色质小区。

封条不止作用在病毒身上，甲基化会向两侧扩散，落到相邻的调控序列上。

前面提到的在LINC00662第一内含子的插入，长达6915个核苷酸，方向与该基因相反。

人源基因组中，同一段DNA则是另一番情形。

人神经前体细胞里，LINC00662启动子的甲基化程度很低，还带着活跃转录的H3K4me3修饰。

黑猩猩细胞里，对应的启动子上找不到这个修饰，取而代之的是DNA甲基化。也就是说邻近的病毒封条，把启动子一并封住了。

至于插入如何压制启动子，研究给出的解释是甲基化扩散；至于更精确的分子过程，仍需进一步研究。

四、重新开口

为了因果验证，研究团队用CRISPR-Cas9把黑猩猩细胞里那处PTERV1整段切除。

切除之后，LINC00662重新开始转录。基因序列本身没有被改动，被改动的是它旁边多出来的那段病毒。

类器官的对比结果与之一致：

LINC00662在人源类器官中表达活跃，在黑猩猩类器官里几乎检测不到。

神经类器官是干细胞自组织形成的三维细胞团，能重现早期脑发育的一部分特征。它不是完整的脑，没有皮层分层，也不具备行为能力。

人源细胞里，这个基因的表达有一个明确的时间窗。在人类胎儿前脑样本中，LINC00662在孕7周和11周都能检出。

把不同孕期的样本按时序排列，表达峰值出现在孕10到12周，此后随发育逐渐下调，到成年脑中已处于很低水平。

研究团队还比对了其他灵长类：比如红毛猩猩在这一位点是另一种转座子插入；大猩猩和猕猴的基因组中，包含LINC00662的约300kb区段整个缺失。

一个有功能的LINC00662转录单元，目前只在人类基因组中存在。

大猩猩和猕猴直接缺失这一区段，黑猩猩则有基因却没有活性，因为它们都没有这条RNA。

五、补偿反应

LINC00662转录出的RNA主要分布在细胞质中。

它是一条长链非编码RNA，不负责把基因翻译成蛋白。

研究团队用质谱鉴定与它结合的蛋白，结果大多是细胞骨架与神经突相关蛋白，包括FLNA、MYH10和NESTIN。

这些蛋白在细胞内的定位受它调控。把LINC00662关闭之后，三种蛋白在细胞质中的比例都升高；论文据此判断，这条RNA在胞质中会让它们变得不稳定。

类器官层面同样观察到：关闭LINC00662的人源类器官培养到第30天，一批与神经元成熟、轴突和树突形成相关的基因表达发生改变。

但变化的方向并不一致，单细胞测序显示，若干与神经突延伸相关的转录程序在未成熟神经元中反而上调。

研究把这归为一种可能的补偿反应，团队尚未完全理解其中的机制。

类器官只模拟了早期发育的片段，培养皿里没有完整的皮层；用体外模型完整刻画一条人类特异的非编码RNA，这很困难。

受PTERV1插入影响的基因不止LINC00662，GABRB1同样出现在差异表达名单上——它编码GABA受体的一个亚基，参与突触传递。

综上得出结论，这段插入参与了人与黑猩猩大脑发育中的转录分化，不过并不代表说病毒直接导致人脑变大。

论文末尾提供了一个正在发生的参照：考拉逆转录病毒「KoRV-A」正在野生考拉种群中横向传播，同时整合进生殖细胞，成为可以遗传的基因组成分。

这种整合的代价已经显现，它推高了野生考拉的疾病负担，包括癌症。

六、总结一下

人与黑猩猩的蛋白编码基因高度相近，大脑的悬殊并不来自编码序列本身，而是基因表达的调控方式。

黑猩猩基因组中保留着远古逆转录病毒插入后留下的残骸。细胞以DNA甲基化将这些病毒元件沉默锁死；在其中一个位点，抑制效应顺着邻近序列蔓延，把旁边的长链非编码RNA基因LINC00662一并压制关闭。人类基因组中并不存在这一段插入，LINC00662未受牵连，得以保持活跃。实验中，研究人员切除这段病毒序列后，原本被压制的基因重新开启表达，印证了沉默正是由该古病毒元件带来的。

而这条由古病毒元件介导的调控通路，也仅仅是人猿大脑分化漫长链条中的一环。

本期话题：人类从何而来。

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本期参考文献：

[1] Gerdes P, Karlsson O, Garza R, et al. Retroviral insertions contributed to the divergence of human and chimpanzee brains. Science Advances, 2026, 12(43): eaeg5791.

[2] 瑞典隆德大学新闻公报（2026年10月23日），报道该团队在《科学进展》发表的研究

[3] 新华社：古病毒残留可能拉开人与黑猩猩大脑差距，2026年10月27日