作者:Johan Jakobsson 来源:《细胞—干细胞》 发布时间:2021/10/19 15:41:40
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“垃圾DNA”导致人与黑猩猩的大脑差异

 

黑猩猩。 图片来源:Abeselom Zerit / stock.adobe.com

从进化的角度来看,黑猩猩是现存的人类最近的“亲戚”。研究表明我们的亲属关系来自同一个祖先。但是,大约在五六百万年前,黑猩猩和人类的进化路径分开了。

近日,瑞典隆德大学的干细胞研究人员发现,之前被忽视的部分DNA,即所谓的非编码DNA,导致了人类与黑猩猩之间的差异。这一发现,阐释了我们大脑的工作方式为什么不一样。相关研究结果发表于《细胞—干细胞》。

研究人员并没有直接研究活的人类和黑猩猩,而是通过在实验室培养干细胞来进行研究。他们重新编程皮肤细胞得到干细胞,后又通过干细胞专门培养得到了人类和黑猩猩的脑细胞,并比较了这两种细胞类型。

随后,研究人员发现,以前一个长期被忽视的DNA片段似乎在大脑发育过程中发挥了相当大的作用。该片段是一长串重复的DNA,此前被标记为“垃圾DNA”,长期以来被认为没有功能。

研究领导者、隆德大学神经科学教授Johan Jakobsson表示,该研究表明,大脑的发育机制可能就隐藏在这个片段中。

“人类大脑进化的基础是遗传机制,这可能比之前认为的要复杂得多。此前人们认为答案就在那2%的蛋白质编码DNA中。然而我们发现,对大脑发育有重要意义的部分可能隐藏在被忽视的另外98%中。”Jakobsson说。

值得一提的是,研究人员使用的干细胞技术是革命性的。这项技术获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖的认可,日本研究人员Shinya Yamanaka发现,特殊细胞可以被重新编程,并发育成所有类型的身体组织。有了该技术,研究得以在符合伦理道德的前提下,在实验室培养干细胞从而研究人类和黑猩猩之间的差异。

为什么研究人员想要调查人类和黑猩猩之间的差异?Jakobsson解释:“我相信大脑是理解人类之所以为人的关键。人类是如何使用他们的大脑来建立社会,教育后代和发展先进技术的,这很吸引人。”

Jakobsson相信,在未来,这些新发现可能还有助于从遗传学上解答有关精神疾病的问题,比如精神分裂症,这种疾病似乎只在人类中存在。

“但这还有很长的路要走。要达到这一点,不是进一步研究2%的编码DNA,而是可能需要深入了解DNA的全部。这是一项非常复杂的研究任务。”他总结道。(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.09.008

 
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