科学家鉴定了尼安德特人的大脑基因
德国德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的Wieland Huttner博士领导的德国科学家团队已经鉴定出一种基因,该基因负责现代智人及其远亲的尼安德特人和Denisovans的大脑大小。
在他们的研究中,德累斯顿工业大学和马克斯·普朗克进化人类学研究所的赫特纳博士及其同事分离了人脑干细胞的不同亚群,并精确鉴定了哪些基因在哪种细胞类型中具有活性。
在这样做时,他们注意到一个特定的基因促进了基底脑干细胞的繁殖,从而引发了新皮层的折叠。
科学家说:“这个基因设法触发脑干细胞形成更大的干细胞库。这样,在大脑发育过程中会出现更多的神经元,大脑也会扩张。大脑负责诸如说话和思考的认知功能。”
根据研究小组的说法,该基因称为ARHGAP11B,存在于现代人类和我们的远古亲戚尼安德特人和丹尼索瓦人中,但在黑猩猩中却没有。
Huttner博士及其同事开发了一种方法,该方法可以从发育中的人类大脑中分离并鉴定出脑干细胞的特殊亚群。到目前为止,没有人能做到这一点。
首先,他们从胎儿小鼠和人类大脑组织中分离了不同的干细胞和祖细胞类型。
然后,他们比较了在各种细胞类型中活跃的基因,并能够鉴定出56种在大脑发育中起作用的基因。
“我们注意到ARHGAP11B在基底脑干细胞中特别活跃。这些细胞对于进化过程中新皮层的扩张非常重要。”马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的博士生Marta Florio说,该论文的第一作者发表在《科学》杂志上。
然后,研究人员专注于ARHGAP11B的功能。他们怀疑,如果它负责人类更大的脑干细胞库,从而导致大脑扩大,那么它应该在小鼠较小的大脑中引发类似的发育。
他们将其引入小鼠胚胎,在其影响下,小鼠产生了明显更多的脑干细胞,在所有情况的一半中,甚至产生了新皮层的折叠,这是人脑的典型现象。
科学家说:“所有这些结果表明,ARHGAP11B基因在人类新皮层的进化扩展中起着关键作用。”
“ ARHGAP11B是第一个人类特异性基因,在这里我们可以证明它有助于基础脑干细胞库并可以触发新皮层的折叠。” 这样,我们就可以在追踪演化方面迈出下一步。”赫特纳博士说。
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