是什么让人类拥有动物界最强大脑-
在人类探索生命科学的无尽旅程中,大脑皮层的研究始终占据着至关重要的地位。特别是人类的大脑皮层,作为所有哺乳动物中最大的,它负责我们的高级思维功能,让我们能够对看到、听到和思考的一切事物进行加工。正是大脑皮层的扩大,使我们区别于其他灵长类动物。但为什么人类的大脑会经历这样的进化发展?科学家们长期以来一直对此充满好奇。
最近,加州大学圣巴巴拉分校Kosik分子与细胞神经生物学实验室的一项研究为我们揭示了这一奥秘。他们发现了一种长链非编码核糖核酸(IncRNA),名为IncND,这种物质能够调节神经发育。这一发现刊登在《神经元》期刊上,为我们揭示了人类大脑发育的新机制。
研究负责人、神经科学研究的教授Kenh S. Kosik表示,IncND只在人类灵长类动物中存在,是一种不编码产生蛋白质的核苷酸。在神经发育时期,IncND会开启,而在细胞成熟后则关闭。这一特性使得IncND成为调控大脑发育的关键分子。
该研究的第一作者、来自Kosik实验室的博士后学者Neha Rani,发现了IncND与微RNA的结合位点,其中一个是名为微RNA-143的分子。Rani的研究表明,IncND能够通过隔绝微RNA来调节Notch蛋白的表达。Notch蛋白在神经发育过程中扮演着重要的角色,影响着细胞的分化和结局,对神经发育途径至关重要。
Kosik将IncND比作一个海绵般的平台,可以吸收微RNA并调节其活性。这一形象化的描述使我们更容易理解IncND的功能:在神经发育时,它能够迅速改变Notch蛋白的水平。为了进一步验证这些结果在人类细胞中的适用性,研究者使用了人类干细胞来培育“迷你脑”。在这些微型脑组织中,他们发现了负责产生IncND的亚群——放射性胶质细胞(神经干细胞)和神经前体细胞。
为了进一步验证IncND的功能和其在人脑中的作用,研究者与加州大学旧金山分校的同事合作。通过原位杂交技术,他们发现IncND存在于神经前体细胞中而非成熟的神经元中。这一发现为我们揭示了IncND在大脑发育中的重要作用。为了进一步探究其影响,研究者还将IncND导入孕期老鼠的胎脑中,并观察其早期发育模式。结果显示,IncND确实对发育有着重要的功能性作用。当在胎鼠身上过度表达IncND时,其早期发育模式受到影响,产生了更多的前体细胞。
这项研究不仅揭示了人脑发育的关键基因,还为我们理解人类大脑变大的机制提供了线索。未来,随着对IncND和其他相关机制的深入研究,我们有望更深入地理解人类大脑的进化和发展过程。