Science：人类凭什么成为万物之灵

　　

生物通报道：多伦多大学的研究人员发现，我们人类成为地球上最聪明的动物得益于一个关键性分子事件。研究显示，PTBP1蛋白的一个小改变控制着神经元的生成，帮助哺乳动物进化出更大更复杂的大脑。这项研究发表在八月二十日的Science杂志上。

在脊椎动物中，大脑的大小和复杂程度存在着很大的差异。举例来说，人类和青蛙已经独立演化了三亿五千万年，其大脑功能已经有天壤之别。那么这巨大的差距是如何形成的呢？科学家们发现，人类和青蛙用到的基因是相当类似的，差异主要来自于选择性剪切（AS）。

选择性剪切可以从一个基因生成多个蛋白，因此细胞内的蛋白种类比基因多得多。多伦多大学的Benjamin Blencowe教授指出，细胞的蛋白多样性调控，反映了细胞承担不同功能的潜力。他之前的工作表明，脊椎动物的复杂性越高，选择性剪切事件就越普遍。正因如此，尽管脊椎动物所用的基因都差不多，但哺乳动物的蛋白多样性显著高于鸟类和蛙类。而大脑是选择性剪切最为普遍的地方。

“我们想知道，选择性剪切是否能使不同动物产生大脑形态差异，”文章第一作者Serge Gueroussov说。

哺乳动物拥有不同于其他脊椎动物的PTBP1蛋白。由于选择性剪切，哺乳动物的PTBP1比较短。研究人员指出，PTBP1既是选择性剪切的靶标，也是选择性剪切的主调控子。全长PTBP1会拖延其他选择性剪切事件，使细胞无法成为神经元。而哺乳动物的短PTBP1会解放一系列选择性剪切事件，改变细胞内的蛋白平衡，让细胞最终发展成神经元。

研究人员对鸡细胞进行了基因工程改造，使其生产类似哺乳动物的短PTBP1。研究显示，这样的改造能使鸡细胞发生与哺乳动物细胞类似的选择性剪切事件。（延伸阅读：Science报道中科院研究：变聪明付出了怎样的代价）

“不同类型的PTBP1可能会影响胚胎生成神经元的时机，大脑复杂性和大小差异就是这样产生的，”Blencowe说。

继续筛查细胞中发生的分子事件，科学家们将会找到更多线索揭示人类是如何成为万物之灵的。“我们的发现只是冰山一角，造成进化差异的选择性剪切事件还有很多，”Blencowe说。

 

生物通编辑：叶予

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