Nature：人類染色體正在以驚人速度進(jìn)化！

AIGC動(dòng)態(tài)7個(gè)月前發(fā)布人工智能學(xué)家

原標(biāo)題：Nature：人類染色體正在以驚人速度進(jìn)化！
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人類大腦進(jìn)化的驚人發(fā)現(xiàn)：加速區(qū)域與高級(jí)認(rèn)知功能

長(zhǎng)期以來(lái)，人類如何進(jìn)化出支持復(fù)雜語(yǔ)言和文明建設(shè)的高級(jí)大腦一直是科學(xué)界的未解之謎。最近，加州大學(xué)舊金山分校的一項(xiàng)突破性研究揭示了這一謎題的關(guān)鍵一角，其研究成果發(fā)表在《自然》雜志上，并得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助。

1. 人類加速區(qū)域(HARs)的快速進(jìn)化

該研究聚焦于人類染色體中被稱為人類加速區(qū)域(HARs)的部分。這些區(qū)域在人類與黑猩猩進(jìn)化分歧后，進(jìn)化速度驚人，達(dá)到了哺乳動(dòng)物預(yù)期進(jìn)化速度的10倍。這微小的基因差異，卻在人類和黑猩猩神經(jīng)元發(fā)育中造成了顯著區(qū)別。

2. HARs影響神經(jīng)元發(fā)育

研究團(tuán)隊(duì)利用人類和黑猩猩的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)培養(yǎng)出興奮性神經(jīng)元，并針對(duì)20個(gè)HARs及其黑猩猩同源物進(jìn)行了深入研究。結(jié)果顯示，人類神經(jīng)元能夠生長(zhǎng)出多個(gè)神經(jīng)突，而黑猩猩神經(jīng)元通常只有一個(gè)。更重要的是，當(dāng)研究人員將人類HARs引入黑猩猩神經(jīng)元時(shí)，這些黑猩猩神經(jīng)元也開(kāi)始生長(zhǎng)出更多的神經(jīng)突。

3. 復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與高級(jí)認(rèn)知功能

研究團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō)，更多神經(jīng)突意味著更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這極大地促進(jìn)了神經(jīng)系統(tǒng)中信號(hào)的傳遞，為人類的高級(jí)認(rèn)知功能提供了有力支撐。然而，這種復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如果發(fā)育中斷，也可能導(dǎo)致自閉癥等神經(jīng)發(fā)育障礙。

4. 未來(lái)研究方向

這項(xiàng)研究為理解人類大腦的獨(dú)特性及其相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制提供了全新的視角。未來(lái)，科學(xué)家可以基于此進(jìn)一步探索大腦發(fā)育的奧秘，為攻克神經(jīng)發(fā)育障礙等疾病開(kāi)辟新的治療途徑，從而在人類進(jìn)化和大腦科學(xué)研究領(lǐng)域邁出更為堅(jiān)實(shí)的一步。

5. 研究團(tuán)隊(duì)與資助

這項(xiàng)研究由加州大學(xué)舊金山分校威爾神經(jīng)科學(xué)研究所和人類遺傳學(xué)研究所的Yin Shen教授領(lǐng)導(dǎo)。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用單細(xì)胞CRISPR干擾技術(shù)，揭示了HARs在物種特異性基因調(diào)控中的重要功能。該研究得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助。

總而言之，這項(xiàng)研究通過(guò)對(duì)人類加速區(qū)域(HARs)的研究，揭示了人類大腦進(jìn)化過(guò)程中一些關(guān)鍵的基因機(jī)制，為理解人類高級(jí)認(rèn)知能力的起源和神經(jīng)發(fā)育疾病的發(fā)生機(jī)制提供了重要線索，也為未來(lái)的治療策略提供了新的方向。