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人类语言的起源仍然是个谜。我们是吗？只有动物才会说复杂的语言？是智人o只有那些能给出遥远的淡水水源的详细方向，或描述出戏剧性日落中细微的紫色和红色的原始人？

我们的近亲，如尼安德特人，在喉咙和耳朵上的解剖特征可能使我们能够说和听口语，他们与我们共享一种与说话能力相关的基因变体。然而，只有在现代人类中，我们才发现大脑中对语言产生和理解至关重要的区域扩大了。

现在，洛克菲勒大学的研究人员发现了有趣的遗传证据：一种仅在人类中发现的蛋白质变体可能有助于形成口语。

在发表在《自然通讯》上的一项研究中，洛克菲勒大学研究员罗伯特·b·达内尔实验室的研究人员发现，当他们把这种人类独有的nova1变体（一种已知对神经发育至关重要的rna结合蛋白）放入老鼠体内时，它会改变老鼠相互呼唤时的发声方式。

该研究还证实，在我们的祖先与之杂交的古人类尼安德特人或丹尼索瓦人身上都没有发现这种变异，他们的基因痕迹在今天的许多人类基因组中都保留了下来。

分子神经肿瘤学实验室主任达内尔说：“这种基因是早期现代人全面进化变化的一部分，暗示了口语的潜在古老起源。”“NOVA1可能是真正的人类‘语言基因’，尽管它肯定只是人类特有的许多基因变化之一。”

酝酿了三十年

声道的解剖适应性和复杂的神经网络使我们的语言能力得以实现。但它们背后的基因还没有被很好地理解。

一个理论上的基因语言驱动是FOXP2，它编码一种参与早期大脑发育的转录因子。携带这种基因突变的人表现出严重的语言缺陷，包括无法协调嘴唇和嘴巴的声音运动。人类在FOXP2中有两个氨基酸的替换，这在其他灵长类动物或哺乳动物中都没有发现，但尼安德特人也有，这表明这种变异出现在两个人类谱系的祖先身上。但关于FOXP2的一些发现一直存在争议，它在人类语言发展中的作用仍不清楚。

现在NOVA1作为候选者出现了。该基因产生一种神经元特异性RNA结合蛋白，对大脑发育和神经肌肉控制至关重要，该基因于1993年由达内尔首次克隆并鉴定。从哺乳动物到鸟类，在生物圈的大部分地区都发现了几乎相同的形式，但在人类中却没有。相反，我们有自己独特的形式，其特征是在蛋白质链的第197位（I197V）上，一个氨基酸从异亮氨酸变成了缬氨酸。

第一作者、达内尔实验室的博士后田岛横子指出，I197V并不是唯一一个将现代人类与其他生物区分开来的氨基酸替代物。其中一些可能是大脑发育不可或缺的。她说：“这些变化可能在获得特征方面发挥了重要作用，这些特征有助于智人的出现、扩张和生存。”

作为RNA结合蛋白如何调节基因表达的专家，Darnell从20世纪90年代初就开始研究NOVA1，当时他和他的同事首次发现它是一种名为POMA的神经自身免疫性疾病的触发因素，这种疾病会导致极端的运动功能障碍。最近，他们已经开始确定NOVA1基因变异与发育性语言和运动困难相关的病例。

“了解NOVA1是我整个职业生涯的努力，”他说。

目前由田岛领导的这项研究使用CRISPR基因编辑技术，将小鼠体内常见的NOVA1蛋白替换为人类变体I197V。然后，他们使用了交联免疫沉淀（CLIP）分析等先进技术（Darnell开发的一种方法）来识别小鼠中脑中NOVA1的RNA结合位点。

大揭秘

第一个值得注意的发现是，人类变异对与神经发育或运动控制相关的RNA结合没有影响。它的工作原理和被它替换的那台一模一样。

那么它在做什么呢？第二个重要的发现给了他们一个提示：受人类变异显著影响的结合位点位于编码与发声相关的rna的基因上。

“此外，许多发声相关的基因也被发现是NOVA1的结合靶标，进一步表明NOVA1参与发声，”田岛说。

“我们想，哇。我们没有预料到这一点，”达内尔说。“这是科学界真正令人惊讶的时刻之一。”

达内尔的实验室随后与洛克菲勒的语言神经遗传学实验室合作，该实验室由埃里希·d·贾维斯（Erich D. Jarvis）领导，他研究声音学习的分子和遗传机制。

改变了通讯

在接下来的几年里，合作者研究了在不同环境下不同年龄的老鼠对发声的影响。他们发现，无论是雄性幼崽还是成年雄性幼崽，声音模式都发生了变化。

“所有的幼鼠都会对它们的妈妈发出超声波吱吱声，语言研究人员将不同的吱吱声分为四个‘字母’——s、D、U和M，”达内尔说。“我们发现，当我们‘音译’带有人类特异性I197V变异的小鼠发出的吱吱声时，它们与野生型小鼠的吱吱声不同。有些‘字母’变了。”

他们在研究发情期雄性成年老鼠与雌性成年老鼠接触时发出的希望交配的叫声时，发现了类似的模式。他说：“它们和雌鼠‘说话’的方式不同。”“可以想象，发声的这种变化会对进化产生深远的影响。”

人的因素

197v对人类进化的潜在影响成为他们下一个关注的焦点。为了证实在我们最近的人类亲戚——主要生活在欧洲的尼安德特人和以他们被发现的中亚洞穴命名的丹尼索瓦人——身上没有发现这种基因，研究人员将8个人类基因组与3个高覆盖率的尼安德特人基因组和1个高覆盖率的丹尼索瓦人基因组进行了比较。

正如预期的那样，我们的远古亲戚——我们被认为是在25万到30万年前从他们那里分离出来的——与所有非人类动物一样，拥有相同的NOVA1蛋白质。

然后，他们梳理了dbSNP数据库中的650,058个现代人类基因组，这是一个从世界各地的人身上提取的短序列变异目录。如果I197V的替代品存在，它将在这里找到。

在这650,058人中，除6人外，其余人都有人类变异。这六个人有古老的变种；因为这些样本没有被识别，所以它们的细节是未知的。

他说：“我们的数据显示，非洲现代人类的祖先进化出了人类变体I197V，然后成为主导基因，可能是因为它赋予了与声音交流相关的优势。”“这个种群随后离开非洲，扩散到世界各地。”

疾病和失调

未来，达内尔的实验室将着眼于语言或发育障碍，研究NOVA1如何调节语言功能。

田岛说：“我们相信，了解这些问题将为我们提供重要的见解，让我们了解大脑在声音交流过程中是如何运作的，以及它的失调是如何导致某些疾病的。”

例如，当各种疾病导致某人无法说话时，它的神经通路可能会发挥作用。也许它影响了非语言自闭症的发展；NOVA1是与自闭症谱系障碍相关的众多基因之一。2023年，该实验室报告了一位NOVA1单倍体功能不全的患者，其神经系统症状包括语言迟缓。

达内尔补充说：“我们的发现可能在许多方面具有临床意义，从发育障碍到神经退行性疾病。”