基因工程技术使鼠脑变得像人脑

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[生物通讯]研究人员近日报道，给小鼠基因组增加一个拷贝的单基因，就会使小鼠大脑变大。大脑变得如此之大，因而只有折叠起来才能装进头骨－－这与人类的大脑十分相象。

    现在还不清楚这些大脑变大的小鼠是否变得更聪明了－－它们出生后很快就全部死亡了。但科学家表示，他们对于一个基因就会产生如此之大的影响感到吃惊不已，他们还将进行进一步研究。

    “我知道最令人感兴趣的问题就是这些小鼠是否能够弹奏莫扎特，但我们还不知道答案。”研究的领导人、Brigham 和妇女医院的Christopher Walsh博士接受电话采访时说。Christopher Walsh同时也在哈佛大学医学院任教。

    “大脑变大不见得是件好事。”他补充说，指出一种叫做巨头症的疾病就是由于大脑皮层长得过大，引起智力迟钝。

    Walsh 和他的同事Anjen Chenn 是在研究一种叫做beta- catenin的蛋白质时发现此现象的，beta- catenin蛋白能够帮助控制细胞分裂。

    “beta- catenin蛋白在大脑中的表达方式使我们认为，它可能是使细胞停止分裂、从而变成神经元的一个调控开关......”Walsh说。“由于神经元不分裂，因而一个细胞一旦不分裂必然是神经元。”

    不同于机体其它组织中的细胞，神经元在出生前就停止分裂，完全成形。

    因此，Walsh 和Chenn对小鼠进行遗传改造，为它们补充进一个额外的beta-catenin 基因，使小鼠脑组织过量表达这种蛋白质。

    令他们惊异的是，这些小鼠长出比正常小鼠大的大脑，且大脑发生折叠，看上去与人脑类似。

    “我们有点意识到大脑皮层会变大，但我们完全没有料到小鼠大脑会发生折叠。想不到它们会长得这么大。”Walsh 解释说。

    正常情况下，小鼠大脑有一个平滑的表面。而人脑表现都是褶皱折叠的，因为它们必需这样才能挤缩进头骨。

    就人类的整体而言，我们的大脑尺寸不符合比例。人类的大脑皮层尤其大，表层由灰质组成。这个材料不是用来控制机体的基本功能，而是与思维有关。

    “大脑皮层的思维能力是由表面积决定的。大脑皮层基本上是一层薄片。”神经学家和遗传学家Walsh说。

    因此人脑必需折叠才能塞进头骨。

    Walsh补充说，下一步他的研究小组将检查beta-catenin 基因在与大脑太大或太小有关的智力迟钝人群中是否出现异常。

    他的研究小组还将创造出更多遗传改造小鼠，并让它们生长发育，以观察它们是否发育正常，是否比正常小鼠聪明或迟钝。

生物通摘译自Reutershealth