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"人猿星球"来了,人类基因植入猴脑后变得更强大!

添加时间:2020-11-18 作者: 来源:新浪科技 点击:32 收藏 打印 字体:
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科学家将人类基因植入猴子胚胎,结果发现显著增大了猴子大脑体积,并且猴子胚胎大脑功能正常。


来自德国马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所和日本中央实验动物研究所的科学家进行一项特殊实验,他们将特殊的人类基因“ARHGAP11B”植入普通狨猴胚胎中,结果显示其大脑新皮层增大。他们在《科学》杂志上报道了这项重大发现。



科学家将人类基因ARHGAP11B植入猴子胎儿中,发现该基因导致猴子大脑体积增大,包括出现类似人类大脑皮质褶皱增多。然而,这项研究对基因工程提出了严重的伦理问题。


大脑新皮质是人类大脑进化形成的新部分,它占据了人类大脑的75%以上,与人类推理、语言等认知能力有关,正是由于大脑新皮质的存在,才使得人类在自然界中“独一无二”。


在原始人类祖先从近亲黑猩猩进化树分支不久,他们的大脑体积经历了快速扩张,在300万年时间里,人类大脑体积增加近3倍。原始人类大脑体积增长如此之快,以至于缓慢进化的头盖骨变得收紧变窄小,导致出现明显的大脑新皮质褶皱。


科学家认为,这是诸多进化因素的最终结果,但原始人类特有的ARGHAP11B基因表达,可能促进我们祖先大脑发育,人类祖先是尼安德特人和丹尼索瓦人的近亲,他们在人类进化历程中逐渐灭绝消失。


之前研究表明,ARGHAP11B基因在老鼠和雪貂体内的非自然表达也会导致大脑新皮质增大。然而,这是该基因首次在非人类的灵长类动物身体上进行实验,它们具有人类等级的基因表达能力,从而进一步表明该基因在人类进化中发挥了关键作用。



图中是两个处于同一发育阶段的狨猴大脑的对比。左图是正常猴子的大脑,而右图则是携带表达人类ARHGAP11B基因的猴子大脑。


ARGHAP11B基因出现在大约500万年前人类祖先,当时出现了一个“小意外”,该基因是普遍存在ARGHAP11A基因的副本。在一个进化错误中,一个核苷酸碱基(编码DNA的分子)被另一个碱基取代,导致ARGHAP11B基因失去55个核苷酸。就像电脑读取错误的代码一样,这种变异导致大脑中神经元细胞长时间地自我生成更多细胞,从而导致大脑新皮质增大。


研究报告负责人迈克尔·海德(Michael Heide)称,我们确实发现普通狨猴的大脑新皮质变大,大脑表面出现褶皱,它的皮质面变得更厚。


他说:“此外,我们可以看到脑室下区外部基底放射状胶质细胞数量增大,以及上层神经元数量增大,这种神经元类型在灵长类动物进化过程中逐渐增多。”



该研究合著作者维兰__赫特纳(Wieland Huttner)称,在转基因实验中让猴子胚胎度过胎儿期,导致携带人类基因的猴子出生是不负责任和不道德的。图中是科幻电影《猩球崛起》的宣传海报。


科学家称这些人-猴杂交体为“转基因非人类灵长类动物”,这可能足以敲响人类末日的警钟,对灵长类动物实验肯定会引发诸多伦理问题,更不必说将人类基因引入其他动物身体。


因此,研究人员的实验仅局限于猴子胚胎,这些胚胎在雌猴体内生长100天通过剖腹手术取出。该研究合著作者维兰·赫特纳(Wieland Huttner)称,在转基因实验中让猴子胚胎度过胎儿期,导致携带人类基因的猴子出生是不负责任和不道德的。


赫特纳说:“我们分析局限于狨猴胎儿,因为我们预期这种人类特有的基因表达会影响它们的大脑新皮质发育,考虑到胎儿出生后大脑功能可能出现不可预见的后果,我们认为它是先决条件,从伦理角度上讲也是具有强制性的,首先要确定ARHGAP11B基因对狨猴胎儿大脑新皮质发育的影响。”


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