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科學家培育含尼安德特人基因大腦:揭曉大腦如何變化

http://finance.sina.com   2020年06月21日 17:49   北京新浪網

目前,一支歐洲研究小組進行了一項最新研究,他們將含有尼安德特人DNA和蛋白質的人類幹細胞培育出腦組織,希望能進一步揭曉尼安德特人與現代人類之間的關係。  目前,一支歐洲研究小組進行了一項最新研究,他們將含有尼安德特人DNA和蛋白質的人類幹細胞培育出腦組織,希望能進一步揭曉尼安德特人與現代人類之間的關係。

  新浪科技訊 北京時間6月22日消息,據國外媒體報道,近年來,科學家研究發現許多現代人都繼承着部分尼安德特人基因,我們的基因存在早期人類祖先和石器時代人類之間接觸的痕跡,直到大約4萬年前這些遠古人類一直居住在現今歐洲地區。

  2010年,科學家發現早期人類與尼安德特人繁衍後代的證據,遺傳學家斯文特·帕波(Svante Paabo)帶領研究同事從尼安德特人骨骼中提取DNA,進行排序分析,並詳細繪製了他們的基因組。目前,一支歐洲研究小組進行了一項最新研究,他們將含有尼安德特人DNA和蛋白質的人類幹細胞培育出腦組織,希望能進一步揭曉尼安德特人與現代人類之間的關係。

  瑞士巴塞爾大學分子與臨牀眼科研究所負責人格雷森·坎普(Grayson Camp)稱,我們非常好奇,如果能從合適的人羣中獲得幹細胞,就能挖掘出一些尼安德特人的基因組。儘管這項研究仍處於初期研究階段,但它證明了一個概念,可能有助於理解人類和尼安德特人在認知和其他方面的差異。

  坎普是巴塞爾大學的助理教授,他利用黑猩猩細胞製作類腦組織,試圖瞭解自從人類從黑猩猩和其他人猿物種分化之後,人類大腦是如何變化的。

  迷你大腦

  這項最新研究報告發表在《幹細胞報告》雜誌上,人類誘導性多能幹細胞計劃(HipSci)生成的幹細胞可形成活體生物幹細胞,適用於不同人羣。坎普稱,生物庫中幾乎所有的細胞系都來自英國人和北歐人後裔——他們極有可能擁有尼安德特人的基因。

  他說:“我們分析了每一個有幹細胞的個體的基因組,通過與帕波實驗室生成的參考基因組進行比較,我們可以找出哪些基因來自尼安德特人,哪些不是,每個人大約有1-4%的基因組可能來自尼安德特人。”

  如果你觀察200個實驗個體,最終會恢復20%的尼安德特人基因,這意味着這些幹細胞資源包含了大部分穴居人的基因,它們存在於歐洲人體內。之後研究小組培育了大腦類器官,該3D大腦器官的直徑僅幾毫米,只是肉眼可見,將這些細胞放入有生長因子的培養皿中進行培育。

  類器官能以基本方式模擬許多人體器官,能在體外安全地測試藥物的具體效果,這在癌症治療等領域產生革命性和個性化的影響,坎普說:“當然研究人員之前已從人類細胞中生成並分析了類器官,只是沒有人專門研究尼安德特人DNA具有什麼功能。”

  概念驗證

  坎普強調稱,這項實驗並不是在實驗室裏培育尼安德特人大腦,這是人類細胞,並不是尼安德特人細胞,但是人類細胞自身帶有尼安德特人DNA。這與科幻電影《侏羅紀公園》完全不同,這裏重要的是研究大腦機制,而不是試圖重建已滅絕尼安德特人的大腦組織。

  實驗室培育的大腦類器官中的神經細胞也被稱爲迷你大腦,現已證實能夠實現神經細胞連接,並生成一些腦電活躍性,但它們還不是真實的成年人大腦。

  未來其他身體部位也可以使用該方法培育和分析,我們可以研究尼安德特人的特徵在人類進化歷程中發揮的重要作用,例如:與頭髮和皮膚有關的尼安德特人基因幹細胞,這些幹細胞能夠生成皮膚類器官,有助於生成毛髮。

  類似地,這些幹細胞也可用於製造腸類器官,觀察酶物質如何消化食物,提供有關尼安德特人飲食的信息。坎普強調稱,利用世界各地其他人口的幹細胞來研究丹尼索瓦人DNA是非常有趣的,丹尼索瓦人是尼安德特人的遠古表親,其DNA在歐洲現代居民體內沒有。

  然而,考慮到培育這些細胞的技術差異,該項技術至少需要幾年時間才能獲得顯著效應,他說:“正確操作這些實驗具有一定挑戰,因爲人們並不期望人類與尼安德特人有顯著區別,畢竟兩者非常相似,而且實驗室培育的迷你大腦並非最佳方案。”(葉傾城)

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