Dekódování šimpanzího genomu a jeho srovnání s lidským genomem – DW – 14.09.2005

Přemýšlíme o roli prasat v medicíně a vzpomínáme na transplantace orgánů. Říká se, že vnitřní stavba těchto zvířat je velmi podobná té naší. To je skutečně pravda. V posledních dvou desetiletích však došlo k významnému pokroku ve výzkumu prasečích orgánů jako objektů pro transplantaci. Je na čase osvěžit si své porozumění a zároveň si připomenout, v jakých dalších oblastech biomedicíny prasata prokázala svou odbornou vhodnost.

Prasata (Sus scrofa domesticus) byla domestikována dvakrát. Asi před devíti tisíci lety se obyvatelé starověké Anatolie a staré Číny nezávisle na sobě nějak „spřátelili“ s divočáky (Sus scrofa) a začali je využívat v zemědělství. A není tomu tak dávno, co se zvířata, která byla zpočátku považována hlavně za zdroj masa a tuku, stala předmětem biomedicínského výzkumu, stejně jako domácí mazlíčci.

Foto: Andrej Konstantinov

Výhody a podobnosti

Lidé mají k prasatům zvláštní vztah. Mnoho náboženství zakazuje jíst vepřové maso, a to z dobrého důvodu: existuje velké nebezpečí, že obsahuje několik parazitů, kteří mohou nakazit lidi a tím vážně poškodit jejich zdraví. Ale pokud máme stejné parazity, pak se fyziologie prasat blíží té lidské. To bylo zaznamenáno již před dlouhou dobou a aplikováno v medicíně. První rohovka byla transplantována z prasete na člověka v roce 1837 a z člověka na člověka jen o 65 let později (Baylor University Medical Center Proceedings, 2012, 25, 1, 49–57, PMC3246856). Podobných příkladů je mnoho. Patří mezi ně srdeční chlopně, buňky slinivky břišní produkující inzulín, alveolární výběžek (část horní čelisti, která nese zuby) a dokonce i kůže pro léčbu prolapsu pánevních orgánů.

Je důležité poznamenat, že prasečí hormon slinivky břišní, inzulín, se od lidského liší pouze jednou aminokyselinou z několika desítek. Proto se dlouhou dobu – před rozvojem biotechnologie, která umožňuje syntézu lidského inzulínu v bakteriích – používal k udržení normálního stavu pacientů s diabetem I. typu. A v roce 1993 se dokonce pokusili transplantovat pankreatické buňky produkující inzulín z prasete na člověka (o rok později o tom vyšel vědecký článek: „The Lancet“, 1994, 344, 8934, 1402-1404, doi:10.1016/S0140-6736)-94(90570). Nějaký čas po operaci byl v krvi příjemců nalezen peptid charakteristický pro prasečí tkáň, což znamená, že některé z transplantovaných buněk zakořenily. Tato transplantace však nevyvolala žádný významný klinický efekt.

Ale nic! Hlavní je, že pacienti podstoupili transplantaci částí orgánů ze zvířete jiného druhu a zůstali naživu. Už to dává naději, že je možná plnohodnotná transplantace prasečích orgánů lidem. Je pouze nutné důkladněji prostudovat možné překážky na této cestě a jednu po druhé je odstraňovat. No, to se snadno řekne.

Kurz pro redukci

Prasata standardní velikosti se v laboratoři obtížně udržují. Vyžadují hodně jídla a hodně prostoru. Proto se před několika desítkami let začala pro výzkumné účely chovat malá prasata (viz Chemie a život, 2011, 9). Říkalo se jim miniprasátka.

Pokud zvíře z farmy váží v průměru 350 kg, pak miniaturní prasátka váží od 45 do 90 kg a jsou i velmi malinká, 6-12 kg. 90 kg samozřejmě také není málo, ale odpovídá váze dospělého člověka. U takových zvířat odpovídá velikost vnitřních orgánů, stejně jako poměr plochy povrchu těla k jeho objemu, naší. Miniprasátka se používají k modelování obrovského množství lidských onemocnění, od poruch imunity, hypertenze a astmatu až po Alzheimerovu chorobu a amyotrofickou laterální sklerózu (Toxicologic Pathology, 2016, 44, 3, 299-314, doi:10.1177/0192623315618292 – celý text). Používají se také ke studiu potenciální toxicity nových léků: miniprasátka mají řadu kriticky důležitých „lidských“ jaterních enzymů, které psi a jiná modelová zvířata nemají.

Miniprasátka se poprvé objevila ve vědeckých institucích ve Spojených státech. Díky svému roztomilému vzhledu, družnosti a všežravosti padly do oka milovníkům domácích mazlíčků a ti je brzy začali kupovat z vivária a chovat v bytech. Mini prasátka se dají vycvičit, jsou chytrá a čistotná. Ne každý však zvládne zvíře velikosti velkého psa.

Existuje obrovské množství odrůd miniprasátek. Získávaly se různými metodami: některé byly vyšlechtěny tradiční selekcí, některé byly geneticky upraveny tak, aby se jejich růst brzy zastavil, u jiných se náhodou objevily mutace zajišťující nanismus. Existuje několik oficiálně registrovaných plemen miniprasat, pro která jsou předepsány vzhledové normy a jsou vyžadovány rodokmeny. Ale pro vědecké účely to není tak důležité.

Pig Man Tricks Imunity

Velikost prasečích orgánů je téměř stejná jako u lidí, což umožňuje transplantaci. Ale co imunitní odmítnutí? Samozřejmě je možné užívat léky, které potlačí aktivitu imunitního systému příjemce. To ale automaticky zvýší riziko téměř všech nemocí (kromě autoimunitních). Bylo by dobré použít méně radikální metodu, ale selektivnější.

Jedním ze způsobů, jak zabránit odmítnutí cizího orgánu, je učinit ho ne zcela cizím. K tomu je potřeba do jeho „přípravy“ přidat buňky toho, komu bude určen – a to ne ledajaké zralé a diferencované, ale ty s vlastnostmi kmenových buněk.

O to se pokusili vědci ze Salkova institutu (Cell, 2017, 168, 3, 473–486.e15, doi:10.1016/j.cell.2016.12.036). Nejprve působily na lidské fibroblasty (buňky pojivové tkáně), aby znovu získaly vlastnosti kmenových buněk a staly se indukovanými pluripotentními kmenovými buňkami (iPSC). Byl jim implantován gen, který buňkám umožnil fluorescenci. Vědci pak na základě polohy a intenzity fluorescence určili, zda prasečí embrya obsahují lidské buňky.

iPSC byly zavedeny do embryí prasat ve fázi blastocysty. Toto je jedna z nejranějších fází tvorby savčího embrya. Blastocysta je vhodná, protože má dutinu, která se dobře hodí pro zavedení lidských iPSC do ní. Celkem bylo 2181 blastocyst a do každé z nich bylo injikováno 3-10 lidských iPSC. Po injekci lidských buněk byla embrya implantována do dělohy prasat a ponechána vyvíjet se po dobu tří až čtyř týdnů. Bohužel pouze 186 začalo růst a IPSC byly detekovány pouze u 67 z nich. Přitom tři čtvrtiny embryí prasat s lidskými buňkami výrazně zaostávaly v růstu ve srovnání s běžnými, „nelidskými“ embryi.

Výsledek samozřejmě zdaleka není stoprocentní. A přesto je potěšující, že lidská iPSC zakořenila alespoň v některých prasečích embryích. Ostatně nejen tento typ transplantace si autoři popsané práce vyzkoušeli. Implantovali krysí kmenové buňky do myších embryí a buď myší nebo krysí kmenové buňky do prasečích blastocyst. Chiméry (organismy skládající se z buněk několika jedinců) dvou druhů hlodavců přežily až do narození a cítily se relativně dobře, ale kmenové buňky z myší a potkanů ​​nikdy nezakořenily v prasečích embryích. Otázkou je zřejmě míra vztahu mezi druhy, z jejichž buněk se snaží vytvořit chimérní embryo. Stojí za to být rád, že v případě lidských iPSC se alespoň něco povedlo.

Ale nikdo z etických důvodů nezjistil, jak by se chiméry prase-člověk cítily po 28. dni embryonálního vývoje. Co když se po tomto období neobvyklá prasečí embrya stanou inteligentními a v takovém případě je nebude možné zabít? Je to skoro vtip, ale pro každý případ je lepší být na bezpečné straně.

Abych to shrnul: stále je možné vytvářet chiméry z lidských a prasečích buněk a téměř jistě dobře poslouží vědě. Přestože je úspěšnost transplantace lidských iPSC do prasečích blastocyst v současnosti nízká, lze ji zvýšit. Pokročilé techniky úpravy genomu by mohly změnit geny, jejichž produkty narušují soužití lidských a prasečích buněk, a tím zlepšit kompatibilitu embryonálních buněk z různých druhů. No a jelikož je potřeba v každém případě zvýšit přesnost editace, tak už se na tom pracuje a to dost intenzivně.

Vytváření prasat s lidskými buňkami v těle

Zbavení se přebytku

Ale ani toto nestačí. I buňky takových chimérických orgánů mohou představovat nebezpečí pro příjemce. Faktem je, že genom prasečích buněk obsahuje endogenní retroviry PERV (prasečí endogenní retrovirus). S největší pravděpodobností se jedná o potomky prastarých virů, které se usadily v DNA svých bývalých obětí. Prasata zpravidla neobtěžují, ale v lidském těle se mohou náhle aktivovat a způsobit i nějakou újmu. Pravda, v praxi takové případy zatím nebyly registrovány: žijící prasečí lidé neexistují a je obtížné vymyslet jiný způsob přenosu PERV na zástupce našeho druhu, vzhledem k tomu, že endogenní retroviry jsou zabudovány přímo do DNA prasečích buněk. Přesto by bylo dobré se pro každý případ zbavit PERV, protože už máme prostředky na úpravu genomu.

Molekulární biologové z USA a Číny prokázali, že taková eliminace je zcela možná (Science, 2017, 357, 6357, 1303–1307, doi:10.1126/science.aan4187). Použili technologii CRISPR k vyříznutí endogenních retrovirů z DNA prasečích buněk. A v prasečím genomu je spousta PERV: tyto genetické prvky se nacházejí až na 62 místech. Agent pro úpravu DNA však identifikoval všechny PERV v kultuře buněk prasečí ledviny a úspěšně je inaktivoval. Pravda, problém nastal později: buňky zbavené endogenních retrovirů v některých případech odmítaly růst a dělit se. Aby se to napravilo, byla do živného média přidána směs látek, které aktivují výše uvedené procesy, a deaktivován jeden z růstových supresorových genů.

Vědci se nezastavili u úspěšného „čištění“ buněčných kultur. Vytvořili embrya bez PERV. Za tímto účelem byla zničena vlastní vajíčka prasat a nahrazena jádry z buněk upravených, jak je popsáno výše. Vzhledem k tomu, že ledvinové buňky již mají dvě sady chromozomů (a vajíčko má zpočátku pouze jeden), nebylo již nutné oplodnění. Upravená embrya byla implantována náhradním matkám a asi z jednoho ze sta se vyvinulo životaschopné sele. Zdá se, že úspěšnost je malá, ale pro klonování bez úprav genomu je přibližně stejná. Pokud ano, zdá se, že odstranění PERV z DNA prasat nesnižuje jejich životaschopnost. Celkem se narodilo 37 selat bez endogenních retrovirů.

PERV možná nebude nutné odstraňovat z budoucího biomateriálu pro transplantaci do lidského těla: koneckonců nevíme jistě, zda představují nějaké nebezpečí pro Homo sapiens. To však není to hlavní. Důležité je, že tato studie ukázala, že můžeme změnit DNA prasečích buněk tak, jak chceme, aniž bychom ohrozili jejich životaschopnost. A stále je co měnit. Existují geny, které spouštějí imunitní reakci lidského těla na prasečí buňky, a také je třeba je neutralizovat. Také je nutné změnit složení prasečí krve, aby se při kontaktu s lidskou krví obě nesrážely. Pokud se podaří všechny tyto manipulace provést pomocí technologií úpravy genů tak, aby prasečí buňky neztratily schopnost růstu a reprodukce, bude možné o transplantaci orgánů z těchto zvířat lidem mluvit mnohem konkrétněji.

Tento článek je k dispozici v tištěném čísle Chemie a život (č. 3/2018) na str. 28–29.

Je extrémně vzácné, aby dva z nejuznávanějších světových vědeckých časopisů – britský „Nature“ a americký „Science“ – současně věnovaly významnou část svých příštích čísel stejnému tématu. A pokud se tak stane, svědčí to o mimořádné důležitosti tohoto tématu. Takže vydání 12 článků najednou, věnovaných dekódování šimpanzího genomu a jeho srovnání s lidským genomem, je samozřejmě mimořádná událost.

Bylo vytvořeno mezinárodní konsorcium pro realizaci projektu mapování a porovnávání genomu šimpanzů. Zahrnovalo 67 vědců z 23 vědeckých institucí v 5 zemích: USA, Izrael, Španělsko, Itálie a Německo. Práce byla koordinována genetiky z Harvardské univerzity a Massachusettského technologického institutu v Bostonu. Krev pro analýzu DNA poskytl mladý šimpanzí samec jménem Clint, obyvatel jednoho z výběhů v Yerkes National Primate Research Center v Atlantě ve státě Georgia. Bohužel v lednu letošního roku dárce zemřel na akutní srdeční selhání v nejlepších letech, ve věku 24 let. Jeho kostra je nyní vystavena v Field Museum v Chicagu. To nejcennější, co lidstvo po Clintovi zdědilo, však byla část jeho krve, která sloužila jako zdrojový materiál pro dekódování a analýzu šimpanzího genomu. Nyní se na seznam organismů, jejichž genetický materiál byl kompletně zmapován, přidali primáti. Tento seznam nyní obsahuje stovky položek: plísňové houby, bakterie, včetně patogenů nebezpečných infekčních chorob (antrax, tularémie, mor, tyfus), rostliny (rýže, kávovník), hmyz (komár malárie), ptáci (například kuře) a savci (myš, potkan, pes, prase, kráva). Antropoidní lidoopi však v tomto seznamu samozřejmě zaujímají velmi zvláštní místo. Podle Roberta Waterstona, ředitele oddělení genomiky na University of Washington School of Medicine v Seattlu, „studium šimpanzů jako nejbližšího žijícího příbuzného člověka nám o nás může poskytnout nejvíce informací“. Než však přejdu k diskusi o výsledcích vědců, dovolím si malou odbočku – nebo chcete-li připomínku –, aby bylo jasnější, o čem vlastně mluvíme.

Jak známo, každý živý organismus se skládá z buněk a v jádře každé buňky je stejný soubor genetických informací charakteristických pro daný biologický druh. Tato sada se nazývá genom. Chromozomy jsou nositeli genetické informace. Chromozom je molekula deoxyribonukleové kyseliny (zkráceně DNA) a skládá se ze dvou dlouhých polynukleotidových řetězců stočených kolem sebe a spojených navzájem takzvanými vodíkovými můstky. Tato molekula se nazývá dvojitá šroubovice a lze ji zjednodušit tak, aby vypadala jako kroucený provazový žebřík. Různé druhy zvířat mají různý počet chromozomů. Lidský genom se tedy skládá z 23 párů chromozomů – v každém páru jeden chromozom pochází od otce, druhý od matky. Ovocná muška Drosophila má ve svých buněčných jádrech 4 páry chromozomů, zatímco například bakterie mají pouze jeden nepárový chromozom. Geny, jakási jednotka dědičnosti, se nacházejí v přesně definovaných oblastech na chromozomech. Chemicky se geny skládají z molekul čtyř dusíkatých sloučenin: adeninu, cytosinu, guaninu a thyminu. Tyto takzvané nukleotidové báze se opakují v přesně definovaném pořadí a tvoří páry „adenin-thymin“ a „guanin-cytosin“. Jeden gen může obsahovat několik tisíc až více než dva miliony nukleotidových bází. Právě jejich sekvence určuje specifické funkce každého konkrétního genu.

Obrazně si genom lze představit takto: buněčné jádro je knihovna, která uchovává instrukce pro zajištění života; chromozomy fungují jako police; na policích jsou knihy – molekuly DNA; Geny jsou kapitoly v knihách a nukleotidové báze – adenin, thymin, guanin a cytosin, které se obvykle označují počátečními písmeny jejich názvů, A, T, G a C – jsou tou pravou abecedou, ve které je napsán text genomu. Lidský genom je například řetězec 3 miliard 200 milionů písmen.

Ale skutečnost, že geny existují a že fungují, nestačí: musí fungovat různými způsoby a zajišťovat určité specifické funkce. Koneckonců, buňky různých orgánů a tkání – řekněme kůže, jater, srdce a mozku – se od sebe nápadně liší. Mezitím jádro každého z nich obsahuje stejnou sadu genů. Je to všechno o genové aktivitě: v některých buňkách fungují některé geny, v jiných a další. Chromozomy jsou tedy nositeli nejen genů, ale také těch proteinových faktorů, které řídí jejich funkce. Tato sada genů spolu s regulačními prvky tvoří strukturu uvnitř buňky, která zajišťuje všechny potřebné funkce.

Nicméně věc je dále komplikován tím, že na chromozomech jsou kromě samotných genů a prvků, které je řídí, oblasti, které jakoby nenesou žádnou informaci a neplní žádnou funkci. Ve skutečnosti jsou pouze 2-3 procenta celého genomu aktivně zapojena do kódování proteinů. Zbytek tvoří tzv. redundantní, „sobecká“ či „parazitická“ DNA, která nenese kódovací funkce a je mnohonásobným – a na první pohled nesmyslným – opakováním některých sekvencí stejných nukleotidů A, T, G a C. Role těchto úseků dědičného materiálu je zatím málo prozkoumána, ale je jisté, že se nejedná o „prázdnou skálu“. V těchto zdánlivě „nesmyslných“ intervalech již byly identifikovány oblasti s regulační funkcí.

Nyní, vyzbrojeni těmito znalostmi, se vraťme k výsledkům, které byly získány při dekódování šimpanzího genomu. Největší zájem mezi odborníky i laickou veřejností ze zřejmých důvodů vyvolává katalog rozdílů v genetických kódech šimpanzů a lidí, které se nashromáždily za posledních 6 milionů let od doby, kdy se evoluční cesty dvou druhů, které měly společného předka, rozešly. Svante Pääbo, výzkumník z Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku a jeden z účastníků projektu, hodnotí výslednou databázi takto:

Je to nesmírně užitečný nástroj, který nám pomůže najít odpověď na otázku, jaké genetické mutace vysvětlují markantní rozdíl mezi člověkem jako biologickým druhem a všemi ostatními živočišnými druhy. Jedním ze směrů tohoto hledání je pokusit se identifikovat vztah mezi genetickými rozdíly a aktivitou určitých genů.

Předně je třeba poznamenat, že získaná data odborníky překvapila. Hlavním překvapením je, že genom šimpanze je z 98,8 procent identický s lidským genomem. Zhruba řečeno, genetická podobnost mezi lidmi a šimpanzi je 10krát větší než mezi myší a potkany. Amatéři budou s největší pravděpodobností ohromeni tak velkou podobností, touto téměř úplnou identitou genomů, ale vědce překvapil pravý opak: skutečnost, že rozdíl se ukázal být poměrně významný. Navíc toto číslo – shoda 98,8 procenta – plně neodráží stav věcí. Získává se porovnáním jednotlivých písmen genetického kódu v kódující DNA. Zde vědci napočítali 35 milionů nesrovnalostí, což představovalo 1,2 procenta celého genomu šimpanze, který obsahuje asi 3 miliardy 100 milionů nukleotidových párů. Ale to není vše: významné rozdíly byly objeveny také v distribuci těch sekvencí nukleotidových bází, které tvoří nekódující, „sobecké“ DNA. Tyto neshody tvořily dalších 2,7 procenta celého genomu, čímž se celkový počet zvýšil na téměř 4 procenta.

Celkem bylo zjištěno, že šimpanzům chybí 53 genů, které mají lidé. Konkrétně v šimpanzím genomu chybí tři geny, které hrají klíčovou roli ve vzniku zánětu, o kterém je známo, že je příčinou mnoha lidských onemocnění. Na druhou stranu se zdá, že lidé v průběhu evoluce ztratili gen, který chrání zvířata před Alzheimerovou chorobou.

Nejvýraznější rozdíly se týkají genů, které regulují imunitní systém. Podle profesora Evana Eichlera, zaměstnance Graduate School of Medicine na Washingtonské univerzitě v Seattlu, to naznačuje, že během procesu evolučního vývoje museli šimpanzi a lidé čelit různým patogenům a bojovat s různými nemocemi. Svante Pääbo vysvětluje:

Nejprve jsme si položili otázku, které segmenty DNA by mohly poskytnout pohled na původ řady nemocí. Víme, že některé genetické struktury, které způsobují konkrétní onemocnění, se nacházejí jak u šimpanzů, tak u lidí. Tyto struktury zřejmě zdědily oba druhy od jejich společného předka. Existují však nemoci, ke kterým genetická predispozice vznikla v procesu evoluce pouze u lidí. V těchto případech nám srovnávací analýza DNA poskytne cenné informace o genetické povaze takových onemocnění a náchylnosti člověka jako biologického druhu k nim.

Analýzou dat, která shromáždili, vytvořili vědci jakousi počítačovou překryvnou vrstvu mapy šimpanzího genomu do mapy lidského genomu, což jim umožnilo identifikovat tři kategorie takzvaných duplikací DNA: ty, které jsou přítomné v lidském genomu, ale ne v šimpanzím genomu, ty, které jsou přítomné v šimpanzím genomu člověka, ale nejsou přítomny v obou druzích. Duplikace DNA je forma mutace, při které je část chromozomu duplikována. V tomto případě byly brány v úvahu segmenty DNA o délce nejméně 20 tisíc nukleotidových párů. Ukázalo se, že asi třetina duplikací DNA nalezených u lidí u šimpanzů chybí. Podle Eichlera tento údaj překvapil genetiky, protože ukazuje na velmi vysokou frekvenci mutací v krátkém časovém období – podle evolučních standardů. Zároveň analýza duplikací DNA unikátních pro genom šimpanzů ukázala, že ačkoliv je počet míst, kde se vyskytují, relativně malý, počet kopií duplikovaných segmentů tento údaj u lidí daleko převyšuje. A i v případech, kdy dochází k duplikaci DNA jak u šimpanzů, tak u lidí, je u šimpanzů většinou zastoupena větším počtem kopií. Vědci objevili zejména segment, který se vyskytuje 4x v lidském genomu a 400x v genomu šimpanze. Zajímavé je, že tato oblast se nachází v blízkosti oblasti, která se u šimpanzů a jiných lidoopů dělí na dva chromozomy, ale u lidí je sloučena do jednoho – chromozomu č. 2.

Nápadné rozdíly mezi opicemi a lidmi se však nevysvětlují ani tak rozdíly v genetickém kódu, ale odlišnou aktivitou genů, zdůrazňuje Svante Päbo. Jeho tým vědců studoval a porovnával aktivitu 21 25 genů v buňkách srdce, jater, ledvin, varlat a mozku obou primátů. Ukázalo se, že v žádném z těchto orgánů neexistuje úplná shoda genové aktivity, ale rozdíly byly rozloženy extrémně nerovnoměrně. Nejmenší rozdíly vědci překvapivě zaznamenali v mozkových buňkách – činily jen několik procent. A největší rozdíly byly nalezeny ve varlatech: zde má každý třetí gen jinou aktivitu. To je však celkem pochopitelné, pokud budeme mít na paměti, že šimpanzi netvoří monogamní rodiny, ale žijí ve skupinách, jakési komuně, čítající 30-XNUMX jedinců obou pohlaví. To znamená, že „promiskuitní sexuální vztahy“ jsou mezi šimpanzi mnohem rozšířenější než mezi lidmi. Aby zvýšili své šance na plození v promiskuitním prostředí, musí šimpanzí samci produkovat velké množství spermií. Není náhodou, že jejich varlata jsou desetkrát větší než u mužů Homo sapiens. Ale není to samozřejmě jen o velikosti, říká Svante Päbo:

Údaje, které jsme získali, ukazují na velmi vysokou aktivitu těch genů na chromozomu Y, které jsou přímo zodpovědné za produkci spermií.

A vědci našli genetické vysvětlení skutečnosti, že lidé jsou fyzicky mnohem slabší než šimpanzi: u opic svaly pracují 5-7krát efektivněji, protože všichni zástupci lidské rasy mají zmutovanou kopii genu MYH16, který kóduje „myosin“ – protein ve svalových vláknech.

Pokud se však zaměříme na otázku, jaký je hlavní genetický rozdíl mezi člověkem jako biologickým druhem a lidoopy a čím se vysvětluje tak úspěšná lidská expanze v průběhu evoluce, pak je zřejmě třeba hledat odpověď v 6 oblastech genomu, které vědci identifikovali. V lidském genomu jsou tyto oblasti, které obsahují celkem několik stovek genů, natolik stabilní, že jsou prakticky identické u všech lidí; V genomu šimpanzů naopak často obsahují mutace. Vědci se domnívají, že tyto oblasti sehrály mimořádně důležitou roli v procesu naší evoluce. Je pozoruhodné, že jedna z těchto oblastí obsahuje gen FOXP2, jeden ze čtyř genů odpovědných za vývoj řeči. Jak ukázaly experimenty, v laboratorních podmínkách jsou opice schopny naučit se poměrně významný soubor znaků a symbolů; Šimpanzi žijící ve volné přírodě využívají ke komunikaci velmi bohatou škálu zvuků; nejsou však fyzicky schopni provádět pohyby rtů a jazyka, které jsou nezbytné pro artikulovanou řeč. Je možné, že právě mutace genu FOXP4 se stala jedním z klíčových faktorů, které určovaly velmi odlišný evoluční osud různých druhů primátů.

Neměli bychom však zapomínat, že lidé vyčnívali mezi ostatními živočišnými druhy nejen díky své vyvinuté řeči. Vědci ale zatím nejsou ochotni ani riskovat vytváření hypotéz o tom, jaké genetické struktury předurčily vzpřímenou chůzi a rychlý růst objemu mozku, který vedl ke všemu dalšímu, ať už k vytváření nástrojů nebo používání ohně.