Cell：新研究發(fā)現(xiàn)讓人類大腦變大的基因

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來源：生物360

2018-06-04

美國《細(xì)胞》雜志5月31日刊載的兩項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了最近三百多萬年來讓人類大腦變大的基因，這些基因幫助人類具備了思考、解決問題并發(fā)展出燦爛文化的能力。

美國和比利時(shí)的兩項(xiàng)獨(dú)立研究發(fā)現(xiàn)，這些基因?qū)儆?ldquo;NOTCH”基因家族，只存在于人類基因組中，它們可延緩皮質(zhì)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，從而讓大腦發(fā)育過程中產(chǎn)生更多神經(jīng)元。

美國加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校教授戴維·豪斯勒（David Haussler）說，這個(gè)基因家族在胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。他的團(tuán)隊(duì)通過干細(xì)胞模型對(duì)比了人類和獼猴的腦發(fā)育過程中的不同基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn) NOTCH 基因家族有 3 個(gè)基因只存在于人類細(xì)胞中，即使人類的靈長類動(dòng)物“近親”也不攜帶這 3 個(gè)基因。

在第一項(xiàng)研究中，研究人員重建了這些基因的進(jìn)化史，發(fā)現(xiàn)一種被稱為“基因轉(zhuǎn)換”的過程可能與這 3 個(gè)基因的產(chǎn)生有關(guān)。他們推斷這一過程發(fā)生在 300 萬到 400 萬年前，化石證據(jù)表明，正是這一時(shí)期，人類大腦開始變大。

豪斯勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)將這些基因從人類干細(xì)胞中敲除后，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)干細(xì)胞會(huì)過早分化為神經(jīng)元，這不利于大腦發(fā)育。

比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)和魯汶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)立進(jìn)行了另一項(xiàng)研究，他們發(fā)現(xiàn)了人類獨(dú)有的與胎兒大腦發(fā)育過程有關(guān)的 35 個(gè)基因，其中就包括上述 3 個(gè)基因。

比利時(shí)研究人員在體外使用人類多能干細(xì)胞培育了腦皮質(zhì)，發(fā)現(xiàn)這 3 個(gè)基因可顯著增加皮質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量，從而制造更多神經(jīng)元，這導(dǎo)致了人類和其他動(dòng)物大腦皮質(zhì)發(fā)育的一大區(qū)別。

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