Load mobile navigation

首次确认人类特有的“聪明基因”ARHGAP11B 进化过程中与其它灵长类区分的重要机制

首次确认人类特有的“聪明基因”ARHGAP11B 进化过程中与其它灵长类区分的重要机制

首次确认人类特有的“聪明基因”ARHGAP11B 进化过程中与其它灵长类区分的重要机制(Credit : Heide et al. / MPI-CBG

101日龄普通狨猴胎儿的大脑切片(Credit : Heide et al. / MPI-CBG)

101日龄普通狨猴胎儿的大脑切片(Credit : Heide et al. / MPI-CBG

(神秘的地球uux.cn报道)据科技日报(张梦然):人为何比其他灵长类更聪明?这样简单的问题其实一直是进化学中绕不开的谜题。美国《科学》杂志近日发表一项研究成果,德国科学家团队首次确认了人类特有的“聪明基因”,其被视为在进化过程中使我们与其它灵长类区分的重要机制。

人类与黑猩猩的基因中,约99%是相同的,但人脑容量却是黑猩猩的3倍。因此,生物进化过程中人类的先祖必然曾发生了基因组变异,刺激了脑生长。

而新皮质在进化过程中出现的最晚,但却成为了大脑中最复杂且面积最大的一种皮质,与许多高等功能,如知觉、指令产生、空间推理、意识及人类语言有很大关系。因此可以说是新皮质的复杂优越程度,造成了我们和其它动物大脑的区别。此前,科学家曾发现一个名为“ARHGAP11B”的人类“独有”基因,但并没有证据表明该基因在灵长类进化的过程中,是否对人类新皮质的进化起到关键性作用。

德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的韦兰德·B·亨特教授及其团队,在之前的研究中就曾提示“ARHGAP11B”或在人类进化史中发挥着巨大作用,此次,他们利用非人灵长类绒猴模型展开了相关研究。团队通过绿色荧光蛋白检测人类特异性基因“ARHGAP11B”在绒猴胚胎中的表达,发现在新皮质区域,其展现了与人类相似地表达,使得首个表达该基因的非人灵长类模型构建成功,同时他们发现,该基因增加了绒猴胚胎大脑容量;明显提高了绒猴大脑皮质上皱褶的形成,并呈现了脑回样结构;而且上层神经元显著增多。

这是第一次在非人灵长类动物身上,发现“ARHGAP11B”基因可以引起新皮质的扩张,研究团队因此首次确认了“ARHGAP11B”作为一种“聪明基因”,能够提高灵长类新皮质体积的增长以及脑回结构的形成——这是人类在进化学上比其它灵长类更聪明的关键部分。

相关报道:人类特异性ARHGAP11B增加灵长类新皮层的大小和折叠

(神秘的地球uux.cn报道)据小柯机器人:德国马克斯普朗克研究所Wieland B. Huttner、Michael Heide等研究人员合作发现,人类特异性ARHGAP11B在胎狨中增加灵长类新皮层的大小和折叠。2020年6月18日,《科学》杂志在线发表了这项成果。

研究人员发现,ARHGAP11B导致灵长类动物新皮层的扩张。在该基因自身启动子的控制下,ARHGAP11B在普通狨的胎儿新皮层中表达,从而增加了狨外侧室下区的基底放射状胶质祖细胞数量、上层神经元数量,扩大了新皮层并诱导了其折叠。

因此,特定于人类的ARHGAP11B驱动着非人类灵长类狨的发育变化,这反映了人类新皮层发育特征的进化改变。

据了解,在哺乳动物进化过程中,新皮层已经扩大。在小鼠和雪貂新皮层发育中的过表达研究表明,人类特异性基因ARHGAP11B参与了新皮层的扩张,但与灵长类动物进化的相关性尚不清楚。

相关报道:人类特有基因让猴子大脑变大

(神秘的地球uux.cn报道)ARHGAP11B是一种人类特有的基因,过去的研究认为它可能与大脑发育有关。近日,在《科学》发表的一项研究中,研究人员将ARHGAP11B基因转入普通狨猴胚胎内。结果显示,101日龄(正常出生时间前50天)的普通狨猴胎儿大脑的新皮质变大,且大脑表面折叠增加,其皮质板也发育得更厚。此外,研究还发现,一些在灵长类演化过程中数量增加的神经元类型,在这种转基因胎儿的大脑内也有所增加。这一研究证明,人类特有的基因ARHGAP11B的充分表达,会导致灵长类大脑变大,从而说明这一基因在人类大脑的演化过程中,起到了重要的作用。

相关报道:人类比其他动物聪明 德科学家解开「ARHGAP11B」独有基因

(神秘的地球uux.cn报道)据ETtoday(实习记者 王诗晴):「人类为何比其他灵长类动物都聪明?」一直是一个科学家迟迟无法解开的难题。据美国杂志《Science》近日发表的一项研究,有德国科学家指出,人类具有专属的「聪明基因」,使人类在进化过程与其他灵长类区分。

人类与黑猩猩的基因约有99%相似,但人的脑容量却是黑猩猩的3倍。因此,人类的祖先在进化的过程中必有产生基因变异,而刺激了大脑的生长。

德国马克斯.普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)的韦兰德.B.亨特教授与其研究团队就曾暗示,一个名为「ARHGAP11B」的人类独有基因,在人类进化史中扮演非常重要的角色。因此,他们用非人类灵长类绒猴模型展开相关研究。

此团队使用绿色萤光蛋白测试这种人类特有「ARHGAP11B」基因在绒猴胚胎中的反应,却发现在新皮质区域,呈现了与人类相同的反应,而成功创造了第一个具有「ARHGAP11B」基因的非人类灵长动物,而且此基因也增加了绒猴胚胎的脑容量,以及提高脑皮质上皱褶的形成。

由于此研究显示「ARHGAP11B」基因可使非人类灵长动物脑容量扩张及脑皮质产生皱褶,研究团队因此证实「ARHGAP11B」为让人类比其他灵长动物聪明的「聪明基因」。




欢迎关注微信公众号“环球趣视频”
上一篇 下一篇 TAG: 基因 灵长类 人类