神经科学研究人员发现了一个对人类大脑发育至关重要的基因，并阐明了它是如何工作的

与其他哺乳动物相比，人类拥有最大的大脑皮层。大脑皮层是一片大脑细胞，它可以多次折叠以适应头骨，它是高级功能的所在地。它使我们能够处理我们所看到、听到和思考的一切。

扩张大脑皮层将人类与其他灵长类动物区分开来。然而，科学家们一直想知道是什么机制导致了这种进化发展。

美国加州大学圣巴巴拉分校Kosik分子与细胞神经生物学实验室的一项新研究发现了一种特殊的长非编码核糖核酸(lncRNA)，它可以调节神经发育(ND)。该研究结果发表在该杂志上神经元。

“这种我们称之为lncND的疾病，只存在于进化为人类的灵长类动物的分支中。这是一段不编码蛋白质的核苷酸，”资深作者Kenneth S. Kosik说，他是UCSB分子、细胞和发育生物学部门神经科学研究Harriman教授。“我们证明了lncND在细胞发育过程中开启，在细胞成熟时关闭。”

该研究的第一作者Neha Rani是Kosik实验室的博士后学者，他在lncND上发现了另一种称为microRNA的RNA的几个结合位点。其中一种叫做microRNA-143，与lncND结合。

Rani说:“我们发现lncND可以隔离这种microRNA，并通过这样做调节Notch蛋白的表达。”Notch蛋白在神经元发育过程中是非常重要的调节因子。它们参与细胞分化和细胞命运，在神经发育途径中至关重要。”

Kosik将lncND描述为一个像海绵一样结合这些microrna的平台。他解释道:“这让Notch能够在开发过程中做它应该做的事情。”然后大脑成熟后，lncND水平会下降，当它们下降时，这些microrna会飞离平台，进入Notch，使其水平下降。你希望Notch水平在大脑发育时很高，但一旦成熟就不行。这种lncND是快速改变Notch级别的一种优雅方式。”

为了复制这些细胞培养的结果，Rani用人类干细胞将神经元培养成所谓的小大脑。在这个豌豆大小的大脑组织她发现，放射状胶质细胞(神经干细胞)和其他神经祖细胞是产生lncND的细胞亚群。

但研究人员想要看到放射胶质细胞的实际情况人类的大脑因此，他们向加州大学旧金山分校医学院(UC San Francisco School of Medicine)发育与干细胞生物学研究生项目的同事求助。使用原位杂交技术，UCSF的科学家在神经前体细胞中发现了lncND，但在成熟的神经元中没有。

“它就在我们认为的大脑组织中，”科西克说，他也是UCSB神经科学研究所(Neuroscience Research Institute)的联合主任。“但我们还有一件事要做，因为人们仍然不满意我们已经做了一切可能的事情，以表明lncND确实在做一些功能性的事情。”

因此，加州大学旧金山分校的研究小组将lncND引入了一只正在怀孕的老鼠的胎儿大脑。绿色荧光蛋白标记让他们看到了早期发育模式，并表明lncND对发育产生了功能性影响。lncND通常不存在于小鼠中，只存在于包括人类在内的一些灵长类动物中。

“当我们在小鼠胎儿中过表达lncND时，我们实际上以预测的方式影响了发育，”Kosik说。“早期的发育模式转向了更多的前体细胞，即使老鼠根本不产生lncND。”

根据Kosik的说法，这项工作不仅确定了一个对人类大脑发育非常关键的基因，而且还提供了一个可能有助于人类大脑扩张的成分的线索。“我们已经证明lncND可能是人类大脑扩张的重要参与者，这本身就令人兴奋，”Rani说。“这项工作的另一个有趣方面是，lncND似乎有助于调节Notch信号的关键发育途径。”

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