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人类是否存在遗传学基础并不明确,尤其是10年前发现人类和黑猩猩的基因差异非常小,让这个问题变的更为突出。最近有学者对这个疑问再次发起挑战,证明某些小的DNA片段是决定人类的重要基础。研究将人类的小DNA片段转染给动物,结果发现动物的大脑变的更大。
有图有真相,右侧图中蓝色区域变的明显大于左侧
科学家给大鼠转染人类的控制基因表达的DNA片段后,含有这种基因的老鼠胎儿大脑体积明显变大,这一研究说明,人类所以比其他动物聪明,确实存在基因或遗传学基础。
俄亥俄州大学生物人类学家Mary Ann Raghanti对这一研究表示赞赏,因为这对研究人类大脑的进化提供了一种新方法。几个世纪来,生物学家对人类所以为人类充满了疑虑,或者说人类形成的分子基础是什么,是否人类是否存在遗传学基础。10年前,人类与黑猩猩基因组序列就已经测定,但是从分子细节上理解人类大脑为什么大,直立行走与饮食习惯等人类特征并没有很好解决,因为人类与黑猩猩基因组序列差异非常小,从人类基因组上并不能确认人类的遗传特征。
2008年,科学家依靠计算机程序分析,通过比较人类和黑猩猩基因组序列的差异,认为有数百个DNA片段可能是人类的基因基础,但并没有更明确的证据证明这种观点。杜克大学进化生物学家Greg Wray等对这个问题进行了研究。
Wray对一些增强子DNA片段更有兴趣,因为这些序列可控制许多基因表达。他和杜克大学的学生Lomax Boyd对人类基因组进行了分析,结合文献报道,寻找到人类和黑猩猩存在差异的,对大脑发育非常重要的增强子DNA片段,最终确定了100个候选序列。他们和杜克大学发育神经学家Debra Silver对其中的6个进行检测。首先将这些增强子插入小鼠胚胎细胞内。HARE5是大脑皮层发育的关键增强子,分别将含有人类和黑猩猩版本的HARE5转染到小鼠胚胎细胞内,并用蓝色作为报告基因标记基因的表达情况。结果发现,转染了人类HARE5的小鼠,起皮层更厚。这一研究今天发表在Current Biology上。
HARE5控制Frizzled基因表达,这是大脑发育的关键分子。进一步研究发现,人类版本的HARE5能让神经细胞分裂次数增加,导致皮层厚度增加。这种动物胚胎大脑体积是黑猩猩版本的112%。Silver和Wray计划研究这些动物是否变的更聪明。
美国灵长类研究中心神经解剖学家Todd Preuss认为这一研究提供了确定的证据说明调节人类大脑发育的基因基础。但是他和华盛顿大学的遗传学家Evan Eichler等认为,这一研究仍然需要进一步深入,例如研究并没有用人类或黑猩猩的基因取代动物的基因。也不能排除其他基因参与人类大脑的发育。2014年年曾经有学者证明具有人类版本Foxp2的小鼠变的更聪明。
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GMT+8, 2024-7-18 14:35
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