尾巴是动物王国的共同特征，所有哺乳动物在胚胎发育过程中的某个时候都有尾巴 1 .在人类中，尾巴在胚胎期结束时消失——大约在子宫内八周 2 — 尽管内部零件仍以尾骨的形式存在。尾巴的消失被认为是类人猿的一个显着特征，可能影响了我们自己的直立行走方式。在 《自然》杂志上的一篇论文中，Xia et al . 3 报道称，在进化过程中，一种在基因组周围移动的移动基因序列的插入，称为转座元件，可能与尾巴的丢失有关。

A mobile DNA sequence could explain tail loss in humans and apes (yyttgd.top)

大多数猴子都有尾巴，尾巴在6500多万年前就存在于灵长类动物谱系的起源中 4 .事实上，没有尾巴是区分猿猴和猴子的一种方式。这种特征或表型在所有类人猿中都是共有的，这表明尾巴的丧失与猿类的崛起相吻合，或者发生在猿类在大约2500万年前与猴子的最后一个共同祖先分道扬镳后不久。

有了这些知识，Xia及其同事比较了几种灵长类动物基因组中尾巴丢失的主要候选基因，最初关注的是外显子（编码蛋白质的DNA区域）。当这种方法没有结果时，作者将他们的研究扩展到基因上游或下游或基因本身的非蛋白质编码区域。后一个区域被称为内含子，它们通常中断蛋白质编码序列。Xia及其同事发现，一种灵长类动物特异性转座元件称为Alu元件 5 入TBXT基因的内含子中，但仅限于类人猿，而不存在于其他灵长类动物谱系中。 TBXT 也被称为 Brachyury （意为“短尾”），因为该基因的突变与多个物种的短尾有关，包括阿尔及利亚小鼠（ Mus spretus ) 6 和马恩岛猫（ Felis catus）) 7 .

但是，将一个短的、大约300个碱基对的Alu元件插入到基因的非编码序列中，如何有助于无尾表型呢？为了回答这个问题，Xia及其同事进一步仔细研究了整个TBXT基因，并在内含子5中确定了另一个方向相反（倒置）的Alu元件。由于近处倒置的 Alu 序列可以配对并产生双链 RNA 结构，因此作者提出，位于两个 Alu 序列之间的外显子 6 可能在转录后直接从 RNA 转录本中去除，这个过程称为剪接（图 1）。

图 1 |尾部发育基因的类人猿特异性替代 RNA 转录本。 TBXT基因参与尾部发育。夏等人 . 3 比较了灵长类动物的TBXT序列，并鉴定出一个短的移动DNA序列，称为Alu元件，该序列在类人猿中插入TBXT的非蛋白质编码区（内含子），但在其他灵长类动物中则不插入。当 DNA 被转录成 RNA 时，这个 Alu 元件与另一个附近的 Alu 元件的相互作用，它不是类人猿特异性的，而是相反的方向，可以导致在剪接过程中去除蛋白质编码区（外显子），从而产生成熟 RNA 的两种可能版本——一种是全长的，另一种是缺失外显子 6。这种外显子跳过的TBXT的表达可能导致早期类人猿进化时尾巴的丧失。

为了确定这两个Alu序列是否产生了TBXT RNA转录本的可变剪接版本，Xia及其同事将人类和小鼠胚胎干细胞进行分化，以便它们模拟TBXT表达的发育状态并参与尾部发育。小鼠细胞的基因组不包含灵长类动物特异性 Alu 插入，仅表达全长 Tbxt 转录本，但人类细胞同时表达全长转录本和不包括外显子 6 的较短转录本。使用基因编辑工具 CRISPR-Cas9 去除任一 Alu 元件导致缺乏外显子 6 的转录本几乎完全丢失。

为了将改变的转录本与在类人猿中观察到的无尾表型联系起来，Xia 等 创建了几条基因小鼠。其中一个小鼠模型只是删除了 Tbxt 的外显子 6。为了确认方向相反的高度相似的序列（反向互补序列）可能导致选择性剪接，从而导致外显子6的跳跃，他们还通过修改Tbxt外显子6侧翼的内含子序列创建了“人源化”小鼠模型。他们通过整合一对反向互补的Alu序列或一对反向互补的小鼠特异性序列来做到这一点。

作者证实，缺乏功能性全长Tbxt RNA转录本的小鼠无法存活到出生 6 , 7 ，并发现具有一个完整基因拷贝和一个改变拷贝的小鼠具有可变的表型，从无尾到具有全长尾巴。然而，具有反向互补 Alu 序列侧翼外显子 6 的人源化小鼠模型没有无尾或短尾表型。这就提出了一个问题，即尾巴的损失是否确实完全是由类人猿特有的Alu插入驱动的，或者是否需要其他促成因素。有趣的是，插入小鼠特异性的反向互补序列确实导致了小鼠的尾巴缩短表型。夏等人 .有了另一个令人兴奋的发现：所有具有一个Tbxt拷贝的小鼠，其中外显子6被删除，一个拷贝插入了反向互补小鼠特异性序列，都没有尾巴。

总之，这些数据支持猿类特异性Alu插入在促进猿类无尾表型中的作用。此外，作者观察到，表达高水平的外显子跳跃基因转录物的小鼠在胚胎结构中出现缺陷的风险增加，胚胎结构后来形成大脑和脊髓，称为神经管。因此，作者提出了一种可能性，即我们类人猿祖先的尾巴丢失可能伴随着神经管缺陷风险的增加。

那么，为什么早期的类人猿会失去尾巴呢？一些研究人员将这种损失解释为适应性损失，这意味着它将提供进化优势。这是夏等人的想法。也参与，呼应以前的想法，即尾巴的丧失有助于改善两条腿（双足）运动。对人类过渡物种的研究表明，两足动物最初是在我们的树栖祖先中进化而来的，后来被用于地面栖息的生活方式 8 .科学家们倾向于关注尾巴丢失的适应性解释以及它如何使人类能够移动，但有几条证据表明，拥有尾巴并不妨碍两足动物，实际上可以支持它。例如，尾巴似乎有助于保持卷尾猴（ Sapajus libidinosus）在运输石器和双足行走时的姿势 9 .尽管人类经常双足运输货物，但机器人研究表明，腰部安装的“尾巴”可以增加稳定性 10 ，这意味着尾巴甚至可以适应现代人类。

灵长类动物种群的物理隔离提供了另一种解释。大约2500万年前在东非开始的构造活动，伴随着火山活动、湖泊开发和河流网络的重组，导致了气候和资源可用性的显着变化。这些地理变化可能与早期类人猿开始进化的同时发生 11 .早期的类人猿祖先可能因为气候剧变而变得孤立。在种群规模较小的情况下，随机遗传漂移 - 例如Xia 等人报道的Alu插入的固定。——本来可以发挥比选择更大的作用 尾巴损失 12 .因此，早期类人猿中TBXT基因功能的改变可能是由于一个小的、生殖隔离的种群中的遗传漂移，作为一种适应性反应，或两者兼而有之。

尽管最终的因果关系可能仍然不可知，但Xia及其同事的研究结果为我们的尾巴故事提供了令人信服的新篇章，并确定了转座元件如何有助于人类基因表达库的多样化，并最终促进典型的人类特征。