猩球崛起?科學家將人類基因導入絨猴體內,絨猴大腦體積明顯增加

2020-10-18 01:40:16 3248 views
摘要

人類為何比其他靈長類動物聰明,能進化出文明,這是科學家一直以來都想搞明白的事情,黑猩猩與人類基因相似度達96%以上,人的腦容量卻是黑猩猩的3倍。

人類為何比其他靈長類動物聰明,能進化出文明,這是科學家一直以來都想搞明白的事情,黑猩猩與人類基因相似度達96%以上,人的腦容量卻是黑猩猩的3倍。

而人類與黑猩猩在600萬年前由共同的祖先分別進化後,其蛋白質體系只經歷過一次主要變化。兩者之間的差異只相當於任意兩個不同人之間基因組差異的10倍。由此可以說明,人類的祖先在與黑猩猩分道揚鑣之後,必有產生基因變異,而刺激了大腦的生長。


猩球崛起?科學家將人類基因導入絨猴體內,絨猴大腦體積明顯增加


科學家認為這一定和我們大腦中的新皮層有關,新皮層進化最晚,最後出現的腦結構,出現於約 500 萬年前。雖然進化晚,但是體積卻越來越大, 而且也承擔著越來越重要的功能,大部分感覺信息最終也匯總到皮層的特定區域。而且還有很多高級認知相關的聯合皮層。所以新皮層成為來人類大腦中最高級,最複雜,也是面積最大的一種大腦皮質組織


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德國馬克斯·普朗克分子細胞生物學與遺傳學研究所研究人員識別出一種只有人類和現已滅絕的人類近親尼安德特人與丹尼索瓦人才有的基因。這種名為「ARHGAP11B」的基因有助於基底腦幹細胞繁殖,從而導致人腦發育過程中產生更多的神經元,使負責說話和思維等高級認知能力的大腦體積增加。

研究人員又將這種基因植入鼠胚胎中。結果發現在該基因影響下,鼠腦幹細胞明顯增多。有約一半實驗鼠甚至出現了人腦發育時才有的新皮層摺疊。


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但是老鼠和人類的差別顯著,所以科學家又將該基因注入到了狨猴胚胎,作者使用了慢病毒將綠色熒光蛋白 (EGFP) 與 ARHGAP11B 一起轉入了絨猴,並通過檢測 EGFP 確認 ARHGAP11B 是否在絨猴胚胎中表達


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在 101 天之後,狨猴的新皮層部分擴增,大腦表面出現摺疊,皮層板增厚,一些神經細胞的數量也有所增加。 這是第一次在非人靈長類動物身上,發現 ARHGAP11B 基因可以引起新皮層的擴張 。

這也意味著該基因在人腦進化中發揮了關鍵作用。這也是人類在進化學上比其他靈長類更聰明的重要原因。

最後,為了匹配人類新皮質發育的重要區域,作者特意對比了新皮層原胚區(Germinal Zone)內各層的發育情況以及祖細胞的差別。數據證明 ARHGAP11B 可以通過促進原胚區內基底橈神經膠質相關祖細胞的增殖來幫助新皮層質的形成。


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這也說明了 ARHGAP11B基因在人類進化史中的重要作用。當然了,大腦的發育是一個複雜的過程,絕非一種基因的功勞,還需要許多基因、蛋白質以及小分子物質的參與。像中國科學家就發現,導致人類大腦發育異常的MCPH1基因,在人類大腦進化和智力起源中也起到關鍵作用。

猩球崛起?科學家將人類基因導入絨猴體內,絨猴大腦體積明顯增加

EGFP 和 ARHGAP11B 在新皮層區域的成功表達

那麼很多人就會很擔心,會不會有一天,一些科學家為了研究,其他靈長類能否進化成人類,從而將 ARHGAP11B基因注入靈長類生物體內,從而引發現實版的猩球崛起。


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所以這項實驗也引起了廣泛的爭議,將與人類大腦發育相關的基因插入到猴子基因組中去,這無疑跨越了一條道德底線。

在之前,中美科學家也曾經將MCPH1的人類基因插入到了多個獼猴機體中,並以這種方法來研究人類大腦發育的機制,11隻猴子中只有5隻倖存進入測試階段,在記憶測試和處理能力方面,所有獼猴都要比平均水平表現得更好。

猩球崛起?科學家將人類基因導入絨猴體內,絨猴大腦體積明顯增加

有些研究者認為該研究會製造出像電影《人猿星球》中出現的猴子,如果這些猴子被修飾成為像人類一樣思考的物種的話,那麼其地位又該如何呢?

畢竟到現在為主,人類還不清楚人體所有基因的具體功能,盲目將人類基因注入其他靈長類,或將引發其他未知的風險,而且潘多拉魔盒一旦打開,就會引發更極端的基因編輯實驗。

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