科學(xué)家鑒定了尼安德特人的大腦基因

德國(guó)德累斯頓馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所的Wieland Huttner博士領(lǐng)導(dǎo)的德國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)鑒定出一種基因，該基因負(fù)責(zé)現(xiàn)代智人及其遠(yuǎn)親的尼安德特人和Denisovans的大腦大小。

在他們的研究中，德累斯頓工業(yè)大學(xué)和馬克斯·普朗克進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所的赫特納博士及其同事分離了人腦干細(xì)胞的不同亞群，并精確鑒定了哪些基因在哪種細(xì)胞類(lèi)型中具有活性。

在這樣做時(shí)，他們注意到一個(gè)特定的基因促進(jìn)了基底腦干細(xì)胞的繁殖，從而引發(fā)了新皮層的折疊。

科學(xué)家說(shuō)：“這個(gè)基因設(shè)法觸發(fā)腦干細(xì)胞形成更大的干細(xì)胞庫(kù)。這樣，在大腦發(fā)育過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)更多的神經(jīng)元，大腦也會(huì)擴(kuò)張。大腦負(fù)責(zé)諸如說(shuō)話和思考的認(rèn)知功能。”

根據(jù)研究小組的說(shuō)法，該基因稱(chēng)為ARHGAP11B，存在于現(xiàn)代人類(lèi)和我們的遠(yuǎn)古親戚尼安德特人和丹尼索瓦人中，但在黑猩猩中卻沒(méi)有。

Huttner博士及其同事開(kāi)發(fā)了一種方法，該方法可以從發(fā)育中的人類(lèi)大腦中分離并鑒定出腦干細(xì)胞的特殊亞群。到目前為止，沒(méi)有人能做到這一點(diǎn)。

首先，他們從胎兒小鼠和人類(lèi)大腦組織中分離了不同的干細(xì)胞和祖細(xì)胞類(lèi)型。

然后，他們比較了在各種細(xì)胞類(lèi)型中活躍的基因，并能夠鑒定出56種在大腦發(fā)育中起作用的基因。

“我們注意到ARHGAP11B在基底腦干細(xì)胞中特別活躍。這些細(xì)胞對(duì)于進(jìn)化過(guò)程中新皮層的擴(kuò)張非常重要。”馬克斯·普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所的博士生Marta Florio說(shuō)，該論文的第一作者發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

然后，研究人員專(zhuān)注于ARHGAP11B的功能。他們懷疑，如果它負(fù)責(zé)人類(lèi)更大的腦干細(xì)胞庫(kù)，從而導(dǎo)致大腦擴(kuò)大，那么它應(yīng)該在小鼠較小的大腦中引發(fā)類(lèi)似的發(fā)育。

他們將其引入小鼠胚胎，在其影響下，小鼠產(chǎn)生了明顯更多的腦干細(xì)胞，在所有情況的一半中，甚至產(chǎn)生了新皮層的折疊，這是人腦的典型現(xiàn)象。

科學(xué)家說(shuō)：“所有這些結(jié)果表明，ARHGAP11B基因在人類(lèi)新皮層的進(jìn)化擴(kuò)展中起著關(guān)鍵作用。”

“ ARHGAP11B是第一個(gè)人類(lèi)特異性基因，在這里我們可以證明它有助于基礎(chǔ)腦干細(xì)胞庫(kù)并可以觸發(fā)新皮層的折疊。” 這樣，我們就可以在追蹤演化方面邁出下一步。”赫特納博士說(shuō)。

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