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区分人类与非人类灵长动物大脑的基因
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年10月15日 来源:
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[生物通讯]Salk研究所、艾默利大学Yerkes国家灵长类动物研究中心和加州大学洛山矶分校联合进行的一项新研究首次识别出人类与包括黑猩猩和恒河猴在内的非人类灵长动物大脑皮层之间活性水平不同的基因。这些发现发表在最新一期《美国科学院院刊》(PNAS)的网络版上,为了解人类超越其它灵长动物的认知能力提供了重要线索。研究结果还有助于研究人员了解为什么人类的生命期比其它灵长动物长,而又对年龄相关的神经退行性疾病如此易感。
由于人类的DNA序列与黑猩猩的序列如此相似,因此科学家早就推测是基因活性水平也就是基因表达的差异以及由此导致的细胞产生的特殊蛋白数量的差异使得人类与黑猩猩不同。最近人类基因组精细图谱的完成促成了人类基因组芯片的问世,有了这个强大的研究工具,研究人员就可以一次检查数千基因的表达水平,进行不同物种基因表达水平的比较。
Salk、Yerkes和UCLA的研究人员组成的研究小组用基因芯片比较了人类、黑猩猩和恒河猴大脑皮层的样本,识别出91个人类与其它灵长动物表达量不同的基因。在进一步的研究中,研究小组发现其中83个基因在人体中显示出更高的活性以及由此导致的更高的受调控的神经活动。
“当我们检查其它组织如心脏和肝脏时,我们发现有几乎同等数量的基因在人类与黑猩猩和恒河猴之间显示出表达水平的高低差异。”Yerkes 研究中心的神经科学副教授Todd Preuss博士解释说。“大脑皮层中基因活性的变化标示着大脑活动的速度,是人类进化出更强的认知能力的基础。”
除了发现活性相关基因的变化外,研究人员还发现,人类大脑防止活性相关损伤的基因表达水平增强。这一发现或许有助于解释为什么人类的平均寿命比其它灵长动物长,但这也正是人类更易罹患衰老相关的神经退行性疾病的原因。
“可能正是长生命期和高神经活动的组合使得人类特别易患神经退行性疾病。”研究的第一作者、艾默利大学的博士后研究人员Mario Caceres说。“活动相关损伤随年龄而积聚,引起晚年健康状况下降。通过了解人类是如何防止大脑的活动相关损伤的,我们希望能更好地了解这些机制失败的原因。”(生物通编译)