一个基因的重要性我们大脑的发展
ARHGAP11B——这个复杂的名字给一个独特的基因对人类和大脑皮层的发展中扮演着重要的角色。大脑皮层是大脑的一部分,我们欠我们的心智能力很高。德国灵长类动物研究中心的一个研究小组(披萨-莱布尼兹研究所灵长类动物研究在哥廷根,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)在德累斯顿,赫克托耳和大脑转化研究所(HITBR)在曼海姆调查的重要性ARHGAP11B在大脑皮层在人类进化发展。要做到这一点,团队首次引入一个基因,只存在于人类为人工培养大脑瀑样从我们的近亲,黑猩猩。黑猩猩的大脑瀑样的ARHGAP11B基因导致增加大脑干细胞相关的增长和增加这些神经元中发挥关键作用的心理能力的人类。另一方面,如果ARHGAP11B基因在人类大脑瀑样关掉,这些大脑干细胞的数量下降到一只黑猩猩。因此,研究小组能够显示ARGHAP11B基因起到了至关重要的作用在大脑的进化从我们现代人类的祖先。
动物类人猿研究长期以来在欧洲被禁止出于伦理方面的原因。问题的追求,所谓瀑样,即三维细胞结构的几毫米大小,在实验室中生长,是一种替代动物实验。可以从这些瀑样多能干细胞,然后分化成特定的细胞类型,如神经细胞。通过这种方式,该研究小组能够产生黑猩猩的大脑瀑样和人类大脑瀑样。“这些大脑瀑样让我们调查涉及的核心问题ARHGAP11B维兰德说:“Huttner MPI-CBG,三是该研究的主要作者之一。
“在之前的研究中我们能够显示ARHGAP11B可以扩大一个灵长类动物大脑。但是,它以前不清楚ARHGAP11B有一个或大或小的作用,人类大脑皮层的进化扩大,”维兰德Huttner说。为了澄清这一点,ARGHAP11B基因是第一个插入大脑ventricle-like黑猩猩瀑样结构。会ARGHAP11B基因导致大脑干细胞的增殖所需的黑猩猩的大脑皮层的扩大吗?“我们的研究显示,黑猩猩的基因瀑样引起的增加相关的大脑干细胞和增加这些神经元起到关键作用非凡的心理能力的人类,”迈克尔·海德说,该研究的主要作者,他是初级研究小组负责人大脑发育和演化DPZ MPI-CBG和员工。当ARGHAP11B基因在人类大脑中被淘汰瀑样或ARHGAP11B蛋白质的功能被抑制,这些大脑干细胞的数量减少的一只黑猩猩。“我们因此能够证明ARHGAP11B在大脑皮层发展中扮演着重要的角色在人类进化过程中,”迈克尔·海德说。茱莉亚Ladewig HITBR,三分之一的主要作者,补充说:“鉴于这一重要的角色ARHGAP11B,而且可以想象,大脑皮层的某些畸形可能是由于该基因的突变。”
参考:费舍尔J,费尔南德斯Ortuno E, F马森,等。人类ARHGAP11B确保拟人化的基底祖水平在人类脑瀑样。EMBO代表。2022:e54728。doi:10.15252 / embr.202254728
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