人类的大脑可能部分是由于新发现的蛋白质

一种蛋白质,这种蛋白质可以部分解释为什么人类的大脑比其他动物更大科学家最近发现了来自加州大学旧金山,两个干细胞实验室研究发表在2014年11月13日自然。

关键实验由加州大学旧金山分校的研究人员发现,蛋白质,称为PDGFD,在人类的大脑,而不是老鼠,出现正常增殖的人类所必需的大脑干细胞在实验室培养皿。

科学家们发现了他们作为研究的一部分,他们确认基因,激活特定的蛋白质在至关重要的干细胞细胞在大脑中被称为径向神经胶质细胞。发现来自领先的放射状胶质细胞的实验室科学家之间的合作阿诺德·克里斯坦医学博士,以利并广泛中心主任加州大学旧金山分校的再生医学和干细胞研究和迈克尔•奥尔德姆博士最近做了一个快速的职业飞跃从研究生到首席研究员和桑德勒加州大学旧金山分校的研究员。

放射状胶质细胞增长的大脑中的神经元,包括大脑皮层神经元,更高的大脑功能。大脑皮层在哺乳动物之间的差异大小的10000倍。变化的时间、位置和程度的细胞分裂由放射状胶质细胞和神经细胞生成可以显著改变大脑皮层的形状和功能。

加州大学旧金山分校的团队发现PDGFD人类放射状胶质细胞分泌作用于径向神经胶质细胞等祖细胞在发展中大脑。

”我们所知这是第一个例子的信号通路影响的放射状胶质细胞的增殖活动已经改变了在哺乳动物进化,”奥尔德姆说。“我们认为PDGFD的表达在这个信号通路可能是人类大脑的一部分原因是大得多的老鼠的大脑。”

加州大学旧金山分校的研究小组发现,尽管大多数基因活跃在放射状胶质细胞是相同的在人类和小鼠中,他们发现了18个基因活跃于人类而不是鼠标的放射状胶质细胞在发展大脑皮层。

他们专注于PDGFD,已知是经济增长的一个关键组件信号通路在其他组织而不是大脑,因为它似乎对脑细胞的生长影响最大的一个粗糙的初步实验。

当他们接触鼠标PDGFD放射状胶质细胞,它导致了细胞增加它们的数量比正常更迅速。当他们封锁的受体蛋白质在人类放射状胶质细胞,自然产生的地方,他们发现这些细胞的人口增长比正常情况下慢得多。

通过帮助推动增长的人类皮层,PDGFD进化中可能扮演的角色的巨大增加皮层大小哺乳动物进化的导致人类的出现,根据克里斯坦。

“大脑的大小与认知能力之间的相关性在灵长类动物中,看来机制生成大量的神经元会至少有一个粗略的相关认知能力,”克里斯坦说。

人类的大脑是三倍多比黑猩猩的大脑。可能黑猩猩放射状胶质细胞也缺乏活动的一些18基因研究中识别?

“我们不是声称这些基因使我们人类,或者他们是使我们的大脑比黑猩猩的大脑,”奥尔德姆说。

克里斯坦的实验室小组计划比较放射状胶质细胞来源于诱导多功能干细胞。利用已经开发的皮肤细胞黑猩猩和人类的希望减少更多的光在物种之间的差异上。

早期的研究,旨在发现分子鼠标和差异原因人类的大脑专注于先前确定蛋白在小鼠大脑。研究人员测量和比较生产这些蛋白质在人类的大脑。但是,早期的研究完全错过了蛋白质在这些关键的人类大脑干细胞独特。

为自然奥尔德姆研究开发了一种新的实验设计和分析策略来识别人类放射状胶质细胞的基因表达特征只有一个单一的组织样本。加州大学旧金山分校的研究人员准备87横截面从前面到后面的一个人类产前皮质标本。然后他们使用微阵列,以确定哪些基因的开启使编码在每个截面信使RNA。使用定制的软件,他们确定了组织的基因也激活横截面,过程,指出基因开启在相同类型的细胞,包括径向神经胶质细胞。

6他们发现了这样的基因模块包含已知的基因被开启放射状胶质细胞的老鼠。但这些模块还包括额外的基因,研究人员得出结论开启人类但不是鼠标放射状胶质细胞。他们证实了他们的计算分析结果通过实验室方法来检测特定的信使rna和蛋白质在脑组织样品。