仅在人类中发现的基因并活跃在脑皮层中可以扩大雪貂大脑
人脑归功于其特征皱纹的外观,脑皮层。在人类演变期间,Neocortex,脑皮质的进化最小部分,显着扩展,不得不折叠成皱纹,以适应颅骨的限制空间。人类的新科查支持高级认知技能,如推理和语言。但是人类新皮质是如何变得如此大的?答案可能位于人类独特的基因中,例如arhgap11b。
Max Planck分子细胞生物学研究所的研究人员和德累斯顿的遗传学研究所发现,这种人体特异性基因在引入雪貂的发展脑时会导致它们的增长Neocortex.。arhgap11b导致神经祖细胞,这是产生神经元的细胞,使自己更长的时间更长。结果是一个扩展的Neocortex。
人类新科动物大约比我们最亲密的亲属,黑猩猩的三倍,并且是对人类独有的许多认知功能的座位,例如我们的演讲或学习的能力。科学家的关键问题是如何人类的演变Neocortex变得如此之大。
在2015年学习据最大普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究组领导者周围的Wieland Huttner团队发现,在人体特异性基因arhgap11b的影响下,小鼠生产得更多神经祖细胞甚至可以接受折叠其通常展开的新态罗道。结果表明,基因arhgap11b在人类新科的进化膨胀中发挥着关键作用。
在哺乳动物的新皮层中有两种类型的神经前体细胞:顶端和基底。后者的一种亚型,称为基底径向胶质细胞,在人类发育中驱动着新皮质的生长。不幸的是,小鼠的这种基因非常少,这使得小鼠不适合测试人类特异性基因ARHGAP11B——通过其对基底径向胶质细胞的影响——是否确实会导致新皮质的扩大。
来自Wieland Huttner的研究小组的研究人员现在调查了arhgap11b将在雪貂大脑中带来什么。雪貂具有比小鼠更大的新皮质,并具有更多基底径向胶质细胞。该研究的第一个作者,Nereo Kalebic解释了他能够观察到的:“在雪貂中,arhgap11b显着增加了基础径向胶质细胞的数量。它还延长了基底径向胶质细胞产生神经元的时间窗口。如结果,这些雪貂大脑含有更多神经元,因此具有更大的新形态。“这些结果表明,arhgap11b可能在发展中具有相似的作用人脑。本研究还提供了人类特异性基因的第一种证据,增加了基础径向胶质的数量细胞在一个折叠的新皮质。
监督研究的Wieland Huttner给出了一个前景:“需要进行进一步的实验以确定是否雪貂具有较大的Neocortex,也具有增强的认知能力。如果他们这样做,测试这些动物可能会对人类认知的见解。“
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