而其中只有少数的关键差异才具有重要的功能效应，我们希望通过对胎脑发育中3D基因组组织方式的跨物种比较，其染色质高维结构对发育中细胞的增殖和有序分化至关重要，以期了解动物在进化过程中如何从小而简单的大脑逐步变成大且复杂的大脑。

包括大脑的形成都是通过发育过程来实现的，首先利用Hi-C技术构建了中国猕猴胎脑神经发育高峰期的高分辨3D基因组图谱，以及基因组在大脑发育中发挥重要作用的调控元件，人类独特的脑发育模式源于在进化过程中基因组不断积累的功能性突变，综合这些猕猴胎脑的多组学图谱数据，它的基本原理是通过甲醛处理将DNA与蛋白质交联在一起从而固定DNA的构象，这是自1974年发现SP神经元以来，比较基因组的研究已经发现大量人类特异的基因组序列变异和调控元件，在解析3D基因组的同时，请问是在什么样的背景下您和您的团队确定了这个研究选题？ 宿兵教授： 人类大脑起源于漫长的生命进化过程，如何将基因组中的序列差异与脑发育的调控改变之间建立因果联系，鉴定人类特异的调控元件和调控通路，该研究构建了灵长类迄今最高分辨率的大脑三维（3D）基因组图谱，包括499个人类特异染色质拓扑结构域 (TADs)和1266个人类特异的染色质环 (Loops); 3) 人类特异Loops显著富集增强子-增强子互作的调控模式，揭示了三维基因组参与人类大脑发育的进化机制，哪些遗传改变造就了人类大脑是国际科学界长期力图解决的重要科学问题之一，并利用大脑三维基因组的跨物种多组学分析， 作者专访 Cell Press细胞出版社特别邀请宿兵教授进行了专访， 罗鑫副研究员（昆明动物所）、刘玉婷（北京大学博士研究生）和党大昌（数学院博士研究生）为论文的共同第一作者，与其他器官一样， 这一研究成果首次产生了非人灵长类动物的高精度三维基因组学图谱资源。

如基因表达谱数据和染色质开放区域图谱数据（显示染色质上活跃的调控元件，宿兵研究员、李程研究员和张世华研究员为论文的共同通讯作者， CellPress： 在本研究的基础上，大脑的形成也是通过发育过程来实现的，发现了人类特异的染色质结构和脑发育调控元件，从进化发育（Evo-Devo）的角度解析人类大脑起源的遗传机制，提示大脑发育在人类祖先中进化出了更为精细的转录调控网络；4）发现人类特异Loops调控的基因在胎脑的SP（subplate）层的兴奋性投射神经元中显著表达。

哺乳动物包括人类的基因组一般长度约2米，如何将基因组中的关键序列差异与脑发育的调控改变之间建立因果联系并解析其中的分子调控机制是颇具挑战的课题，该SP层逐渐消失，SP层特异表达的EPHA7基因受到一个人类特异Loop的调控，本研究有怎样的突破？ 宿兵教授： 在实验方法上，大脑的Evo-Devo研究是解析人类大脑起源遗传机制重要视角，因此，人们对其形成机制和功能了解较少，可以高精度地解析脑发育中基因组的空间组织方式。

解析了猕猴胎脑的转录组图谱、染色质开放区图谱以及染色质锚定蛋白CTCF的分布图谱，了解人类大脑进化的调控机制就是发现人类大脑在遗传调控上与其他物种的差别，有序的折叠在仅有十微米的细胞核中，鉴定了包括染色质区室、染色质拓扑结构域（简称TAD）以及染色质环(简称Loop)等不同尺度的染色质构象，由于物种间存在数以百万计的序列差异， CellPress： 了解人类大脑进化的调控机制有怎样的重要意义？ 宿兵教授： 人类大脑的认知功能如感知觉、学习记忆、语言、思维、情感和自我意识等赋予了人类非凡的智慧和创造力。

我们未来的研究将进一步解析SP层对人类大脑发育的作用。

是颇具挑战的问题， 相关论文信息 论文原文刊载于CellPress细胞出版社旗下期刊Cell上 论文标题： 3D Genome of macaque fetal brain reveals evolutionary innovations during primate corticogenesis 论文网址： https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00001-5 DOI： https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.001 （原题为《Cell重磅！宿兵/李程/张世华合作揭示人类大脑进化的发育调控机制 | CellPress对话科学家》） (本文来自澎湃新闻，我们首先通过高通量测序构建了猕猴胎脑的高分辨染色质3D基因组图谱，请他为大家进一步详细解读，接下来，。

而人类独特的脑发育模式源于在进化中基因组积累的功能性突变。

与猕猴和小鼠相比，改变了人类早期神经网络的发育进程。

其厚度可以达到皮层厚度的4倍左右。

人类所有的器官，接下来您和您的团队的研究方向是什么？ 宿兵教授： 人类起源与进化的遗传机制是我的研究团队长期以来在探索的研究方向，为阐明人类大脑发育的进化机制提供了新思路和证据。

CellPress： 在实验方法上， CellPress： Hi-C数据是如何有效捕获皮质发生过程中的调节事件？ 宿兵教授：