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中国科学家首次在猴中转入人脑基因 《猩球崛起

加拿大家园 iask.ca 2019-04-14 20:18 来源: 知识分子 作者: 点击:

2019年1月4日,中国科学家在上海展示的生物节律紊乱体细胞克隆猴,图片来自新华社

3月27日,《国家科学评论》刊发了人脑MCPH1基因转基因猴的研究,图片来自academic.oup.com

电影《猩球崛起》很多人可能不陌生,电影中的猿族具有人类般的智慧,且有实力与人类军队一决高下。这些情形距我们的现实世界到底有多远呢?

最近,中国科学院昆明动物所的科学家首次将人脑基因— MCPH1 移植到猴子中,该研究发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。

本文通讯作者宿兵研究员强调,“这是第一次尝试用转基因猴子模型来理解人类认知能力的进化过程”。

研究者为何选择这个基因?

小头症婴儿(左)与普通婴儿的头部大小对比,图来自wikipedia

为了更好地理解这项研究,让我们首先了解下MCPH1 基因。MCPH1 是一个在胎儿大脑发育时表达的基因。当其发生某些纯合突变后,会使婴儿患有“小头症”。一般来说,“小头症”患者寿命稍短,且智力也会受到影响。

该基因进化速度较快,虽然灵长类动物中也有该基因,但与人脑中的MCPH1 基因有所区别。一方面,人脑中MCPH1 蛋白含有与灵长类动物不同的氨基酸突变,且这些特有的突变可调控人脑发育中特定的基因表达模式;另一方面,人类中的MCPH1 基因在人脑的发育中表达量较高,而灵长类表达量较低。这两点都说明MCPH1 基因可能在人类大脑的发育中有特殊的功能。

中国科学院昆明动物所研究员宿兵此前也发表过关于MCPH1 基因的进化及其功能的文章,对其有一定的研究基础。

人类脑部的核磁共振图,图来自wiseGEEK

转基因猴同普通猴有何不同?

研究者共得到了11只转基因猴。通过核磁共振脑影像分析发现,MCPH1转基因猴的脑子并不会变大。但转基因猴的脑部发育表现出和人脑相似的滞后性特征。人脑的这种滞后性表现为脑部神经发育随着年龄增长缓慢形成,这是人类和非人类灵长类动物的一个关键区别。

更重要的是,转基因猴在短期记忆测试中表现得更好,表明其智力很可能有所提升。

这项研究,科学界怎么看?

面对中国科学家的这一首创,科学界并非一致叫好。尽管该研究团队认为:“转基因猴可以为了解人类的独有特征提供极大的帮助。从长远来看,这样的基础研究也有助于认识大脑发育疾病(如自闭症)的病因,并为潜在的治疗方案提供有效的线索。”

早在2010年,科学家曾发文称:将人类基因转入灵长类动物体内是不符合伦理的。图来自nature

但西方的科学家对此表示担忧,甚至怀疑其是否符合伦理。来自科罗拉多大学(University of Colorado)的遗传学家James Sikela在《麻省理工学院技术评论》的一篇报道中表示,“利用转基因猴来研究与大脑进化相关的人类基因是一条非常危险的道路。” 他担心实验中的灵长类动物是否得到规范处理,更担心在猴子身上进行更加极端的基因编辑。

事实上,在欧洲和美国,利用灵长类动物进行研究变得越来越困难,但在中国似乎并不存在这一问题,就在今年1月,中国诞生了世界首批生物节律紊乱体细胞克隆猴。

在《麻省理工学院技术评论》中的这则报道中,宿兵表示并不需要过度担忧:“尽管猴子的基因组与我们的很接近,但它们之间仍存在成千上万的差异。在猴子中只引入个别人类基因并不会对其造成实质性的改变。”

事实上,该课题组已经着手在猴子中测试其他大脑进化的基因。

 


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