綜合研究探索基因表達(dá)對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦進(jìn)化的影響
有史以來(lái)最廣泛的靈長(zhǎng)類大腦研究，以了解基因表達(dá)如何影響大腦進(jìn)化。研究信用:uux.cn/eLife（2024年）。探索無(wú)錫包夜外圍（電話微信181-8279-1445）一二線城市模特空姐網(wǎng)紅學(xué)生上門DOI: 10.7554/eLife
（神秘的基因進(jìn)化地球uux.cn）據(jù)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校（考特尼·巴比特）：由馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校生物學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究小組最近發(fā)表了一項(xiàng)首次研究結(jié)果，調(diào)查了18種靈長(zhǎng)類動(dòng)物的表達(dá)基因表達(dá)和大腦進(jìn)化之間的聯(lián)系。
研究小組收集了動(dòng)物自然死亡的對(duì)靈動(dòng)物大腦的影動(dòng)物園以及向科學(xué)捐贈(zèng)遺體的人的腦組織樣本，然后對(duì)每個(gè)樣本的長(zhǎng)類RNA轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行測(cè)序，以生成每種靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中表達(dá)的綜合17，000個(gè)基因的研究無(wú)錫包夜外圍（電話微信181-8279-1445）一二線城市模特空姐網(wǎng)紅學(xué)生上門圖譜。
然后，探索研究小組比較了每個(gè)物種的基因進(jìn)化全序列RNA轉(zhuǎn)錄組，以更好地了解基因組學(xué)和進(jìn)化之間的表達(dá)聯(lián)系，并可能深入了解大腦活動(dòng)和神經(jīng)退行性疾病的對(duì)靈動(dòng)物大腦的影細(xì)微差別。
“我們研究靈長(zhǎng)類動(dòng)物的長(zhǎng)類大腦進(jìn)化，”發(fā)表在eLife上的綜合論文的第一作者、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校分子和細(xì)胞生物學(xué)博士生凱蒂·里克爾頓說(shuō)。
“靈長(zhǎng)類動(dòng)物（尤其是人類）的定義是，與身體大小相比，大腦非常大——然而，盡管人類、黑猩猩和狐猴擁有相似的DNA序列，但它們都非常不同。我們認(rèn)為這種差異可以部分解釋為哪些基因的表達(dá)水平較高或較低。”
其他研究人員對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中的RNA進(jìn)行了測(cè)序，但范圍有限得多。“如果我們要弄清楚是什么讓人類在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中獨(dú)一無(wú)二，”資深作者、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校生物學(xué)副教授考特尼·巴比特說(shuō)，“我們將不得不研究更廣泛的靈長(zhǎng)類動(dòng)物，以前從未有人研究過(guò)如此大的樣本。”
為了進(jìn)行他們的研究，里克爾頓、巴比特和他們的同事與馬里蘭大學(xué)的國(guó)家兒童健康和人類發(fā)育研究所、國(guó)家黑猩猩大腦資源以及其他十幾個(gè)因其腦組織的道德來(lái)源而受到廣泛尊重的機(jī)構(gòu)合作。
研究小組從18個(gè)被調(diào)查物種的四個(gè)不同腦區(qū)——包括前額葉皮層、初級(jí)視覺(jué)皮層、海馬體和小腦——獲得了樣本，并使用馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特應(yīng)用生命科學(xué)研究所的基因組學(xué)核心進(jìn)行了RNA測(cè)序。
RNA是DNA（每個(gè)物種的總體規(guī)劃）和真正構(gòu)建個(gè)體身體的蛋白質(zhì)之間的中間步驟。
可以產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類由RNA的數(shù)量決定，這與里克爾頓、巴比特和他們的同事生成的轉(zhuǎn)錄組有關(guān)。這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
“我們對(duì)18個(gè)物種的四個(gè)區(qū)域中表達(dá)的17，000個(gè)基因進(jìn)行了測(cè)序，”巴比特說(shuō)。“我們能夠以非常高的分辨率對(duì)它們進(jìn)行采樣，”里克爾頓補(bǔ)充道。“這是我們擁有的這18個(gè)物種大腦的最佳轉(zhuǎn)錄組系列。"
該團(tuán)隊(duì)正在尋找與認(rèn)知和代謝相關(guān)的一系列大腦功能的差異，因?yàn)槲覀內(nèi)祟惻c靈長(zhǎng)類動(dòng)物親屬共有的大而復(fù)雜的大腦需要大量能量。他們發(fā)現(xiàn)，從人類到侏儒懶猴，不同物種之間存在顯著差異。
例如，與其他16個(gè)物種相比，人類和黑猩猩表現(xiàn)出了顯著的差異，盡管人類和黑猩猩是在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)從其他大型類人猿中分化出來(lái)的，留給自然選擇發(fā)揮作用的時(shí)間很少。盡管研究小組取樣的大腦四個(gè)區(qū)域存在差異，但大多數(shù)差異似乎主要可以用物種進(jìn)化來(lái)解釋。
里克爾頓指出，小腦是個(gè)例外。“從進(jìn)化上來(lái)說(shuō)，這是大腦最古老的部分，”里克爾頓說(shuō)，“因此每個(gè)物種都有最多的時(shí)間以不同的方式進(jìn)化。”
最后，研究小組的發(fā)現(xiàn)確定了進(jìn)一步研究的特定基因，這可能有助于解釋特定靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦的進(jìn)化。這些基因可能有助于更好地了解四個(gè)區(qū)域中每個(gè)區(qū)域大腦活動(dòng)的細(xì)微差別，并為各種人類神經(jīng)退行性疾病（如阿爾茨海默病）提供見解。
“這是一個(gè)偉大的進(jìn)化悖論:人類和黑猩猩擁有幾乎相同的基因，但我們卻如此不同，”巴比特說(shuō)。“為了弄清楚是什么讓我們成為人類，我們將不得不研究我們進(jìn)化表親的廣泛基因表達(dá)，這正是我們已經(jīng)開始進(jìn)行的這項(xiàng)研究。” |
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