快捷搜索:

您的位置:金莎娱乐 > 科学 > 昆明动物所等发现人类大脑进化幼态持续现象的

昆明动物所等发现人类大脑进化幼态持续现象的

发布时间:2019-07-17 20:10编辑:科学浏览(71)

    记者28日从中国科学院昆明动物研究所获悉,该所宿兵研究组联合国内外多个研究团队,利用非人灵长类转基因模型,发现人类大脑进化幼态持续现象的分子机制。这一研究结果在国际知名刊物National Science Review上发表。

    幼态持续是人类进化中发生的独特现象。与我们的近亲非人灵长类相比,人类的发育速度变慢,发育过程延缓。人类的幼态持续在进化上的重要性在于为大脑发育和神经网络的可塑性提供了更长的时间窗口,是人类智力形成的关键因素。然而,人们对人类幼态持续的遗传基础尚不清楚。

    幼态持续是人类进化中发生的独特现象。与我们的近亲非人灵长类相比,人类的发育速度变慢,发育过程延缓。人类的幼态持续在进化上的重要性在于为大脑发育和神经网络的可塑性提供了更长的时间窗口,是人类智力形成的关键因素。然而,人们对人类幼态持续的遗传基础尚不清楚。

    金莎娱乐 1

    金莎娱乐,幼态持续是人类进化中发生的独特现象。与非人灵长类相比,人类的发育速度慢,发育过程延缓。人类的幼态持续在进化上的重要性在于为大脑发育和神经网络的可塑性,提供了更长的时间窗口,是人类智力形成的关键因素。然而,我们对人类幼态持续的遗传基础尚不清楚。

    中国科学院昆明动物研究所宿兵团队早在2004年通过对人类大脑发育关键基因MCPH1的分子进化研究,首次发现该基因的蛋白序列在人类起源中发生了多个位点的人类特有变异(Wang and Su,2004)。2013年,他们通过细胞功能实验,进一步证实这些人类特异的序列变异会改变MCPH1对下游基因的调控模式,在细胞水平上证实了MCPH1人类特异突变具有功能效应(Shi 等,2013)。在前期研究工作的基础上,宿兵团队在国际上首次构建了携带人类基因拷贝的转基因恒河猴模型,成功获得8个F0代和3个F1代转基因猴。他们通过核磁共振脑影像分析对大脑发育进行了跟踪,发现转基因猴存在明显的神经细胞与神经网络成熟延迟的现象。进一步的脑组织学与转录组学的分析表明,转基因猴众多与神经元分化与成熟相关基因的表达受到了抑制,其表达峰值明显延后,这可能是导致转基因猴大脑发育延缓的分子基础。尤为重要的是,他们对转基因猴的认知能力进行了检测,发现与野生型对照猴相比转基因猴的工作记忆能力明显提高,说明大脑发育的延缓对转基因猴的智力提升可能是有益的,类似于人类大脑发育的幼态持续现象。该项研究成果是首次利用非人灵长类转基因模型,研究人类特异的遗传变异对人类智力起源的贡献及其分子机制,显示了转基因猴模型对研究人类起源以及人类特有脑疾病的重要价值。该研究结果在National Science Review上发表。

    中国科学院昆明动物研究所宿兵团队早在2004年通过对人类大脑发育关键基因MCPH1的分子进化研究,首次发现该基因的蛋白序列在人类起源中发生了多个位点的人类特有变异(Wang and Su,2004)。2013年,他们通过细胞功能实验,进一步证实这些人类特异的序列变异会改变MCPH1对下游基因的调控模式,在细胞水平上证实了MCPH1人类特异突变具有功能效应(Shi 等,2013)。在前期研究工作的基础上,宿兵团队在国际上首次构建了携带人类基因拷贝的转基因恒河猴模型,成功获得8个F0代和3个F1代转基因猴。他们通过核磁共振脑影像分析对大脑发育进行了跟踪,发现转基因猴存在明显的神经细胞与神经网络成熟延迟的现象。进一步的脑组织学与转录组学的分析表明,转基因猴众多与神经元分化与成熟相关基因的表达受到了抑制,其表达峰值明显延后,这可能是导致转基因猴大脑发育延缓的分子基础。尤为重要的是,他们对转基因猴的认知能力进行了检测,发现与野生型对照猴相比转基因猴的工作记忆能力明显提高,说明大脑发育的延缓对转基因猴的智力提升可能是有益的,类似于人类大脑发育的幼态持续现象。该项研究成果是首次利用非人灵长类转基因模型,研究人类特异的遗传变异对人类智力起源的贡献及其分子机制,显示了转基因猴模型对研究人类起源以及人类特有脑疾病的重要价值。该研究结果在National Science Review上发表。

    转基因猴 中科院昆明动物所供图

    中科院昆明动物所宿兵研究组早在2004年通过对人类大脑发育关键基因MCPH1的分子进化研究,首次发现该基因的蛋白序列在人类起源中发生了多个位点的人类特有变异。2013年,他们通过细胞功能实验进一步证实,这些人类特异的序列变异会改变MCPH1对下游基因的调控模式,在细胞水平证实了MCPH1人类特异突变具有功能效应。

    该研究由宿兵研究团队与国内外多个研究团队(昆明理工大学、昆明医学院第一附属医院以及美国北卡罗来纳大学等)合作完成。昆明动物所博士石磊为文章的第一作者,昆明动物所博士研究生罗鑫、姜瑾,昆明理工大学教授陈永昌以及美国国立健康研究院博士刘赐融为文章的共同第一作者。宿兵与昆明理工大学教授、中科院院士季维智为文章的共同通讯作者。该研究受到中科院战略先导专项(动物复杂性状的进化解析与调控)、国家自然科学基金委重点项目(灵长类大脑进化的转基因猕猴研究)、国家自然科学基金委创新群体项目(动物微形态进化的遗传创新基础)以及中科院青促会项目的资助。

    该研究由宿兵研究团队与国内外多个研究团队(昆明理工大学、昆明医学院第一附属医院以及美国北卡罗来纳大学等)合作完成。昆明动物所博士石磊为文章的第一作者,昆明动物所博士研究生罗鑫、姜瑾,昆明理工大学教授陈永昌以及美国国立健康研究院博士刘赐融为文章的共同第一作者。宿兵与昆明理工大学教授、中科院院士季维智为文章的共同通讯作者。该研究受到中科院战略先导专项(动物复杂性状的进化解析与调控)、国家自然科学基金委重点项目(灵长类大脑进化的转基因猕猴研究)、国家自然科学基金委创新群体项目(动物微形态进化的遗传创新基础)以及中科院青促会项目的资助。

    把人脑基因植入猴脑,会得出什么结果?来自中国科学院昆明动物研究所的一项研究发现,植入了人类大脑智力关键基因的恒河猴,显示出工作记忆能力明显提高的特征。

    在前期研究工作的基础上,宿兵研究组在国际上首次构建了携带人类基因拷贝的转基因恒河猴模型,成功获得了8个F0代和3个F1代转基因猴。科研团队通过核磁共振脑影像分析对大脑发育进行了跟踪,发现转基因猴存在明显的神经细胞与神经网络成熟延迟的现象。进一步的脑组织学与转录组学的分析还表明,转基因猴众多与神经元分化与成熟相关基因的表达受到了抑制,其表达峰值明显延后,这可能是导致转基因猴大脑发育延缓的分子基础。

    金莎娱乐 2

    文章链接

    这项研究结果发表在3月27日的《国家科学评论》上,研究团队认为,“对研究人类起源以及人类特有的脑疾病如老年痴呆等具有重要价值。”

    尤为重要的是,科研人员对转基因猴的认知能力进行了检测,发现与野生型对照猴相比,转基因猴的工作记忆能力明显提高,说明大脑发育的延缓对转基因猴的智力提升可能是有益的,类似于人类大脑发育的幼态持续现象。

    昆明动物所等发现人类大脑进化幼态持续现象的分子机制

    金莎娱乐 3

    这是科学界首次利用非人灵长类转基因模型,研究人类特异的遗传变异对人类智力起源的贡献。研究工作是由中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵的团队与昆明理工大学、昆明医学院第一附属医院、美国北卡罗来纳大学等单位合作完成的。

    这一研究成果,是首次利用非人灵长类转基因模型,研究人类特异的遗传变异对人类智力起源的贡献及其分子机制,显示了转基因猴模型对研究人类起源以及人类特有脑疾病的重要价值。

    昆明动物所等发现人类大脑进化幼态持续现象的分子机制

    当人类的其他灵长类“近亲”还在树上活动时,人类却开始直立行走、使用工具、创造文明。究其原因,科学家们认为,一个重大节点是,人类在进化过程中发生了一种独特现象:幼态持续——通过身体发展的延迟,来保留住祖先的幼年特征。与“近亲”相比,人类发育过程延缓,为大脑发育和神经网络的可塑性提供了更长的时间窗口。

    该项研究由宿兵研究组与国内外多个研究团队(昆明理工大学、昆明医学院第一附属医院以及美国北卡罗来纳大学等)合作完成,受到中科院战略先导专项(动物复杂性状的进化解析与调控)、国家自然科学基金委重点项目(灵长类大脑进化的转基因猕猴研究)、国家自然科学基金委创新群体项目(动物微形态进化的遗传创新基础)以及中科院青促会项目的资助。

    “人类区别于其他非人灵长类最显着的特征,就是大脑容量显着增加和认知能力高度发达。”多年从事遗传学研究的宿兵说,“但是,对于人类在进化过程中,中枢神经系统显着变化的遗传机制,人们一直不清楚。”

    在宿兵看来,研究这一问题的一个有效手段,就是找出那些由于突变会导致人类大脑发育异常的基因。最典型的例子就是对人类原发性小头症发病机制的遗传学解析。

    早在2004年,宿兵的团队就对最早被鉴定出来的小头症基因MCPH1的分子进化进行了研究,并首次发现这种基因的蛋白序列在人类起源中发生了多个位点的特有变异。2013年,他们通过细胞功能实验,进一步证实了这些人类特异的序列变异会改变MCPH1对下游基因的调控模式,以及物种特异突变对这种调控作用的影响。研究者认为,MCPH1基因可能在人类大脑的发育中有特殊的功能。

    此后,他们开始了一项大胆的实验,将人类基因MCPH1植入11只恒河猴脑中——目前有5只猴子存活。

    通过核磁共振脑影像分析,研究团队发现转基因猴有明显的神经细胞与神经网络成熟延迟的现象。更重要的是,与野生型对照猴相比,转基因猴的工作记忆能力明显提高。

    “这说明大脑发育的延缓对转基因猴的智力提升可能是有益的,类似于人类大脑发育的幼态持续现象。”宿兵说。

    研究团队相信,他们的这一研究 “有助于认识大脑发育疾病如自闭症的病因,为潜在的治疗方案提供有效线索”。不过,他们的论文也引起了争议。

    美国科罗拉多大学的遗传学家詹姆斯·西卡拉认为,“人类基因永远都不应该被移植到猿类身上”。

    他担心,这种研究不仅涉及“伦理道德和动物权利”,而且“试验的成功可能会导致更加极端的基因编辑改造”。他和他的同事在2010年写过一篇论文探讨这一问题。他们认为,使猿类“人化”会带来伤害。

    詹姆斯·西卡拉指出,这些猴子只有5只存活,“它们大脑大小和记忆力是否真正与正常猴子不同,还很难得出确切结论”。

    对此,宿兵表示,他“同意不应该改变猿类的大脑,因为它们与人类如此接近”。但他强调,“尽管它们的基因组与人类的基因组很接近,但仍有数以千万计的差异”,通过植入少量人类基因,猴子不可能就会因此变成“猴子以外”的生物。

    本文由金莎娱乐发布于科学,转载请注明出处:昆明动物所等发现人类大脑进化幼态持续现象的

    关键词:

上一篇:中国天眼,新闻发布会召开

下一篇:没有了