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科学家发现脑大小的基因

<p>这张照片显示胚胎小鼠的大脑皮层细胞核标记为蓝色,深层神经元标记为红色人类特异性基因ARHGAP11B在大脑的右半部分选择性表达,通过折叠可见neocortical surface一组研究人员首次发现了一种基因(ARHGAP11B),它只存在于人体中,有助于基底脑干细胞的繁殖,引发新皮质的折叠</p><p>大约99%的人类基因与黑猩猩共享只剩下一小部分让我们分开但是,我们有一个重要的区别:人类的大脑是黑猩猩大脑的三倍大在进化过程中,我们的基因组必须改变以引发这样的大脑发育Wieland Huttner,董事和研究组组长马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG),他的团队首次发现了一种仅存在于人类和贡献者中的基因测试基底脑干细胞的繁殖,触发新皮质的折叠研究人员分离出人脑干细胞的不同亚群并精确鉴定出哪些基因在哪种细胞类型中活跃</p><p>在这样做的过程中,他们注意到基因ARHGAP11B:它是只有在人类和我们最近的亲戚,尼安德特人和杰尼索娃 - 人类中才能找到,但在黑猩猩中却没有</p><p>这种基因能够触发脑干细胞形成更大的干细胞库</p><p>这样,在大脑发育过程中会出现更多的神经元,大脑可以扩展大脑负责认知功能,如口语和思考Wieland Huttner的研究人员开发了一种方法,可以从发育中的人类大脑中分离和鉴定脑干细胞的特殊亚群</p><p>到目前为止,没有人能够做到这一点科学家们首先分离出不同的词干胎儿小鼠和人类大脑组织中的祖细胞和祖细胞类型与大而折叠的人类大脑相反小鼠的大脑小而光滑在分离后,研究人员比较了在各种细胞类型中活跃的基因,并且能够识别出仅存在于人类中并在大脑发育中起作用的56个基因“我们注意到了ARHGAP11B基因在基底脑干细胞中特别活跃这些细胞对进化过程中新皮质的扩张非常重要,“Wieland Huttner实验室的博士生Marta Florio说</p><p>他开展了研究的主要部分</p><p>特定基因也适用于小鼠在研究的进一步过程中,研究人员专注于这种特殊基因的功能研究人员怀疑,如果它负责人类中更大的脑干细胞库,从而扩大大脑,那么这种人类特异性基因应该在小鼠的小脑中引发类似的发育</p><p>他们将基因引入小鼠胚胎中并确实:在人类特异性g的影响下烯,小鼠产生明显更多的脑干细胞,并且在所有病例中有一半甚至是新皮质的折叠,这是人类大脑的典型表现所有这些结果表明基因ARHGAP11B在人类新皮质的进化扩展中起关键作用</p><p>与来自莱比锡马克斯普朗克进化人类学研究所的SvantePääbo合作的研究人员证实,ARHGAP11B不仅发生在人类基因组中,而且还存在于尼安德特人和杰尼索娃 - 人类中,尼安德特人与人类有着相似的大脑“ARHGAP11B是第一个人类特异性基因,我们可以证明它有助于基底脑干细胞库并可以触发新皮质的折叠</p><p>通过这种方式,我们设法进行了追踪进化的下一步“,总结了Wieland Huttner他的研究小组已经长期以来一直对人类大脑进化的秘密感兴趣在过去的几年里,他的研究人员做了几个有助于人类大脑进化的发现了解大脑在进化过程中如何发展2010年,研究人员在大脑外部生长区发现了一种新型干细胞Wieland Huttner及其团队的当前项目是与Andreas Dahl共同完成的</p><p> DFG再生疗法研究中心德累斯顿和罗伯特拉赫曼来自德累斯顿工业大学的Carl Gustav Carus大学医院出版物:Marta Florio,et al,“人类特异性基因ARHGAP11B促进基础祖细胞扩增和新皮质扩增”,Science,2015; DOI:101126 / scienceaaa1975来源:马克斯普朗克研究所图片:

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