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涪陵电力-人类用基因编辑技术在实验室中创建尼安德特人式“迷你大脑”

wx 2022-01-08 09:34:36 6

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尼安德特人现在只存在于博物馆、研讨机构、书本之中。他们是生活在旧石器时代的史前人类，尽管和后呈现的智人一度共存，但在约4万年前逐步灭绝，终究被智人替代。

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尼安德特人模拟图

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尼安德特人灭绝被认为是智力水平与人类存在现在差异。可是人类的脑容量与尼安德特人的脑容量并无多大不同，问题究竟出在哪里？

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左为人类头骨，右为尼安德特人头骨

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最新的研讨经过基因修改技能，重建了尼安德特人式的“迷你大脑”，为回答这一问题供给了新的视角：量上没不同，可是质上的不同很大，大到外观上都有差异。

科学家现已创造出一个细小的大脑“类器官”，其包括已灭绝的人类近亲尼安德特人和丹尼索瓦人的基因变异。尽管，经过人体干细胞工程制作的大脑类器官远不能真实代表尼安德特人大脑，但其与人类大脑类器官的巨细、形状和质地却有着显着的差异。这项发现刊发于2月的《科学》杂志上。该研讨能够协助科学家了解人脑进化的遗传途径。

瑞士巴塞尔大学的发育生物学家格雷·坎普(GrayCamp)说，这是一篇提出了特殊建议的特殊论文，他的实验室上一年陈述说，其构建的大脑类器官中所包括的尼安德特人和人类共有的基因。之前关于人类大脑进化的最新研讨是经过研讨人类在进化中丢掉了哪些基因。可是坎普关于这些成果持怀疑态度，而他们的作业则提出了更多需求查询的问题。

人类与尼安德特人和丹尼索瓦人的联系比与任何灵长类动物都更严密。尼安德特人的基因组中约有40%现在依然能够在人类身上发现。可是研讨尼安德特人大脑的手法十分有限，因为大脑这类的软组织很难阅历年月的检测保存无缺，并且大多数研讨都依赖于查看化石头骨的巨细和形状。在这种情况下，了解尼安德特人的与人类的基因差异就十分重要，因为它能够协助研讨人员了解人类的共同之处，尤其是人类大脑的。

由加利福尼亚大学圣地亚哥分校的神经科学家AlyssonMuotri领导的研讨人员运用基因修改技能CRISPR–Cas9将尼诺德特人和丹尼索瓦人的NOVA1基因引进人类多能干细胞中，并对其进行培育，以构成类器官。终究，科学家获得了一块宽达5毫米的大脑类器官，并与正常的人脑类器官进行比较。

表达NOVA1基因的尼安德特人的大脑类器官与人类大脑类器官的不同之大，大到了外观都不同的程度。

与人类大脑类器官(上图)比较，含有陈旧基因的尼安德特人式的大脑类器官(下图)更小且更粗糙。

Muotri说，人脑类器官通常是润滑的球形，而尼安德特人的大拿类器官则是粗糙的，外表杂乱，并且比较小。研讨者标明，这可能是因为脑细胞成长和繁衍方法不同。

为了确认这个大脑类器官究竟表达了哪个陈旧基因，研讨人员比较了一个人类基因组序列库和两个尼安德特人、一个丹尼索瓦人的近乎完好的基因组。他们发现了61个基因与其人类版别一直不同。其间，NOVA1参加构成大脑突触或神经的衔接，并在其活性产生改动时与神经系统疾病相关。

人类NOVA1基因不同于前述陈旧基因(这些陈旧基因依然存在于其他活的灵长类动物中)，是一个单一碱基。Muotri说，简直一切的现代人在都具有NOVA1基因的现代版别，而不是尼安德特人或丹尼索瓦人旧版别的NOVA1基因。这一现实标明，人类版的NOVA1基因在进化过程中的某些时分为咱们供给了巨大的优势。因而，最新的问题是，这些优势是什么？

尼安德特人式大脑类器官与人类大脑类器官的差异在分子水平上也继续表现着。研讨小组发现了277个活性不同的基因。已知其间一些基因会影响神经元发育和连通性。成果显现，尼安德特人式大脑类器官含有不同水平的突触蛋白，其神经元的衔接比人类大脑类器官的要少。一起，有依据标明尼安德特人式大脑类器官老练更快，也就是说，大脑神经元发育时刻更短。

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