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研究人员通过培育人类脑组织在其中寻找尼安德特人的DNA

研究人员通过培育人类脑组织在其中寻找尼安德特人的DNA

研究人员通过培育人类脑组织在其中寻找尼安德特人的DNA

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,当谈到地球上的动物生命时,人类喜欢认为自己是最好的,但事实上并非如此。人类的许多远古祖先跟尼安德特人混在一起,这种“混在一起”的痕迹至今仍存在于人类的DNA中。大约十年前,人们才知道很多人体内拥有尼安德特人的遗传密码,而现在的一项新研究正在帮助人们锁定这种DNA对人类身体的影响。

据了解,研究人员通过培育人类脑组织在其中寻找尼安德特人的DNA。事实证明,早期人类跟尼安德特人互动的痕迹一直在等待被发现。

这项研究由马克斯·普朗克人类学进化研究所和巴塞尔大学的J. Gray Camp领导,其使用了来自欧洲生物库Human Induced Pluripotent stem cells Initiative(简称HipSci)的干细胞。据悉,向该项目提交了基因材料的个人大多来自英国和北欧,科学家们已经知道那里有高密度的人类且保留了尼安德特人过去在他们当中留下的痕迹。

通过利用干细胞材料,研究人员构建了被称为类器官的脑组织小块。该组织最初属于人类,但当中仍含有高达4%的尼安德特人DNA。这可能看起来不是很多,但当把每个个体的那一小部分结合起来最终就会得到一个更大比例的尼安德特人基因。

大脑片段虽然是在培养皿中培养的,但它们所携带的DNA将来可能会对现实世界产生影响。了解尼安德特人的DNA是如何影响人类进化将可以解释头发和肤色等事物的起源,同时也能让我们更多地去了解尼安德特人是如何生活的。此外,利用尼安德特人的DNA构建有机体还可以揭示关于健康、饮食甚至古代人类的认知能力。

相关报道:科学家培育含尼安德特人基因大脑:揭晓大脑如何变化

(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技:近年来,科学家研究发现许多现代人都继承着部分尼安德特人基因,我们的基因存在早期人类祖先和石器时代人类之间接触的痕迹,直到大约4万年前这些远古人类一直居住在现今欧洲地区。

目前,一支欧洲研究小组进行了一项最新研究,他们将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织,希望能进一步揭晓尼安德特人与现代人类之间的关系。

2010年,科学家发现早期人类与尼安德特人繁衍后代的证据,遗传学家斯文特·帕波(Svante Paabo)带领研究同事从尼安德特人骨骼中提取DNA,进行排序分析,并详细绘制了他们的基因组。目前,一支欧洲研究小组进行了一项最新研究,他们将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织,希望能进一步揭晓尼安德特人与现代人类之间的关系。

瑞士巴塞尔大学分子与临床眼科研究所负责人格雷森·坎普(Grayson Camp)称,我们非常好奇,如果能从合适的人群中获得干细胞,就能挖掘出一些尼安德特人的基因组。尽管这项研究仍处于初期研究阶段,但它证明了一个概念,可能有助于理解人类和尼安德特人在认知和其他方面的差异。

坎普是巴塞尔大学的助理教授,他利用黑猩猩细胞制作类脑组织,试图了解自从人类从黑猩猩和其他人猿物种分化之后,人类大脑是如何变化的。

迷你大脑

这项最新研究报告发表在《干细胞报告》杂志上,人类诱导性多能干细胞计划(HipSci)生成的干细胞可形成活体生物干细胞,适用于不同人群。坎普称,生物库中几乎所有的细胞系都来自英国人和北欧人后裔——他们极有可能拥有尼安德特人的基因。

他说:“我们分析了每一个有干细胞的个体的基因组,通过与帕波实验室生成的参考基因组进行比较,我们可以找出哪些基因来自尼安德特人,哪些不是,每个人大约有1-4%的基因组可能来自尼安德特人。”

如果你观察200个实验个体,最终会恢复20%的尼安德特人基因,这意味着这些干细胞资源包含了大部分穴居人的基因,它们存在于欧洲人体内。之后研究小组培育了大脑类器官,该3D大脑器官的直径仅几毫米,只是肉眼可见,将这些细胞放入有生长因子的培养皿中进行培育。

类器官能以基本方式模拟许多人体器官,能在体外安全地测试药物的具体效果,这在癌症治疗等领域产生革命性和个性化的影响,坎普说:“当然研究人员之前已从人类细胞中生成并分析了类器官,只是没有人专门研究尼安德特人DNA具有什么功能。”

概念验证

坎普强调称,这项实验并不是在实验室里培育尼安德特人大脑,这是人类细胞,并不是尼安德特人细胞,但是人类细胞自身带有尼安德特人DNA。这与科幻电影《侏罗纪公园》完全不同,这里重要的是研究大脑机制,而不是试图重建已灭绝尼安德特人的大脑组织。

实验室培育的大脑类器官中的神经细胞也被称为迷你大脑,现已证实能够实现神经细胞连接,并生成一些脑电活跃性,但它们还不是真实的成年人大脑。

未来其他身体部位也可以使用该方法培育和分析,我们可以研究尼安德特人的特征在人类进化历程中发挥的重要作用,例如:与头发和皮肤有关的尼安德特人基因干细胞,这些干细胞能够生成皮肤类器官,有助于生成毛发。

类似地,这些干细胞也可用于制造肠类器官,观察酶物质如何消化食物,提供有关尼安德特人饮食的信息。坎普强调称,利用世界各地其他人口的干细胞来研究丹尼索瓦人DNA是非常有趣的,丹尼索瓦人是尼安德特人的远古表亲,其DNA在欧洲现代居民体内没有。

然而,考虑到培育这些细胞的技术差异,该项技术至少需要几年时间才能获得显著效应,他说:“正确操作这些实验具有一定挑战,因为人们并不期望人类与尼安德特人有显著区别,毕竟两者非常相似,而且实验室培育的迷你大脑并非最佳方案。”




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