《猩球崛起》成真?将人类基因植入猴脑 科学家发现「脑部变大了」

又到了每日一科幻,今天要聊的是「猩球崛起」成真的可能。據英國《每日郵報》報導,科學家已成功將一組人類基因植入猴腦使之變得更大、帶有更多皺褶,再進行實驗。植入基因稱為ARHGAP11B,能使靈長動物胎兒的新皮質(neocortex,在腦半球頂層)長更大,該區域與腦部掌管

November 24, 2020
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又到了每日一科幻,今天要聊的是「猩球崛起」成真的可能。据英国《每日邮报》报导,科学家已成功将一组人类基因植入猴脑使之变得更大、带有更多皱褶,再进行实验。植入基因称为ARHGAP11B,能使灵长动物胎儿的新皮质(neocortex,在脑半球顶层)长更大,该区域与脑部掌管语言、推理、有自我意识的思想及其他重要功能有密切关联。

《猩球崛起》成真?將人類基因植入猴腦 科學家發現「腦部變大了」

 

研究人员们依此为7个还在子宫里的胚胎发展上述基因并在怀孕第102天剖腹产取出胎儿作分析,德国麦克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics,简称MPI-CBG)主研究海德(Michael Heide)表示,狨属的新皮层确实因此比原本更大,脑部表面的皱褶也明显增多,「另外也发现靠近表层的神经元也变多了,灵长类动物进化时会增加的一种神经元;一般来说,人类的新皮质比我们的近亲猩猩还要大三倍。」

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演化期间,我们的脑部为在有限的头骨空间中生长而出现皱褶,让新皮质的表面面积如此一来能大幅增加。他们释出的101天大(距正常生产日还差约50日)基因改造狨猴脑部影像显示,新皮质的面积确实变大,皱褶也因此变多。研究团队,包括日本川崎实验动物中央研究所及东京庆应义塾大学分部的研究人员们,由此做出了ARHGAP11B可能在人类演化中扮演关键角色的结论。

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冈野栄之(庆应义塾大学医学院的现任院长)在内的日本研究专家们率先发展了一项为非人类灵长动物产生转基因的技术,他位于和光理化学研究所(RIKEN)的实验室,是全球第一产出具有种系传递转基因(GT)之狨猴的机构;GT这项胚胎干细胞技术为哺乳动物的生殖细胞研究贡献良多,使牠们的转细胞能够传给后代,不过要注意的是,本文主要讨论的这项计画并未使用任何GT技术,基于道德准则,科学家们不允许拥有转基因的狨猴来到世上。

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MPI-CBG的主研究者之一赫纳(Wieland Huttner)表示,他们无法预期基因改造狨猴出世后的脑部功能会引起何种情况,基于道德考量目前只能研究ARHGAP11B在狨猴胎儿的形成中有哪些决定性的影响。大约5百万年前,普遍基因ARHGAP11A的部分复制、生产了ARHGAP11B,这场演化可从荷兰丹尼索瓦人(Denisovans)追朔至当今的人类;学者们首先分离了人脑干细胞的不同亚群,确认哪些基因活跃在何种细胞类型中,而当时以老鼠胚胎做的实验便显示,基因对大脑发育确实有相当大的影响。他们发现,当老鼠拥有高出水平的ARHGAP11B时,新皮质会明显增大。

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被注射该组基因的胚胎,长出了更大面积的大脑,有的胚胎甚至出现了类似人脑特有的皱褶表面。MPI-CBG研究人员佛罗里欧(Marta Florio)当时告诉《LiveScience》,没想到一组小小的基因就能影响干细胞的表型(phenotype),而它就是致使新皮质扩张的关键。研究人员们也表示,如今终于确立了该组基因与灵长动物演化间的关联性。

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參考資料:Daily Mail
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