科學(xué)家制作了人類(lèi)和其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物大腦基因的單細(xì)胞分辨率圖譜

由 Skoltech 教授 Philipp Khaitovich 領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家利用單細(xì)胞分辨率轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)、黑猩猩、獼猴和倭黑猩猩的 33 個(gè)不同大腦區(qū)域的基因表達(dá)進(jìn)行了大規(guī)模研究，并制作了一張圖譜具有特定細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同大腦區(qū)域。這些地圖對(duì)于人類(lèi)進(jìn)化研究非常有價(jià)值。研究結(jié)果發(fā)表在《基因組研究》雜志上。

人腦極其復(fù)雜，其進(jìn)化長(zhǎng)期以來(lái)一直是科學(xué)家們一直感興趣的課題。將現(xiàn)代大腦與我們遠(yuǎn)古祖先的大腦區(qū)分開(kāi)來(lái)并使人類(lèi)與其他物種如此不同的最重要的進(jìn)化變化是什么?

來(lái)自俄羅斯、中國(guó)、德國(guó)和瑞士的國(guó)際科學(xué)家小組由 Skoltech 神經(jīng)生物學(xué)和腦修復(fù)中心 (CNBR) 教授 Philipp Khaitovich 領(lǐng)導(dǎo)，論文第一作者、助理教授 Ekaterina Khrameeva 參與在 Skoltech 生命科學(xué)中心 (CLS)，研究了取自人類(lèi)、黑猩猩、獼猴和倭黑猩猩 33 個(gè)不同大腦區(qū)域的 422 個(gè)大腦樣本。科學(xué)家們研究了基因表達(dá)，重點(diǎn)關(guān)注特定基因如何在這些區(qū)域進(jìn)行操作，并使用單細(xì)胞分辨率方法分析了總共 88,047 個(gè)單個(gè)細(xì)胞。該研究幫助確定了人類(lèi)最獨(dú)特的大腦區(qū)域，因此經(jīng)歷了更快的進(jìn)化。這些包括大腦皮層、下丘腦和小腦灰質(zhì)和白質(zhì)。此外，與其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中的類(lèi)似細(xì)胞相比，少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞在人類(lèi)進(jìn)化譜系中顯示出比神經(jīng)元更多的差異。

“我們不是第一個(gè)研究大腦中基因表達(dá)的人。這是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，總有一天會(huì)更多地揭示人類(lèi)意識(shí)是如何出現(xiàn)的。然而，這里的棘手之處在于，進(jìn)化可能有兩個(gè)可能的原因表達(dá)變化：大腦某些區(qū)域的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化或細(xì)胞中基因表達(dá)的變化。以前，科學(xué)家無(wú)法在這兩種可能性之間劃清界限，現(xiàn)在，有了先進(jìn)的單細(xì)胞-分辨率方法，我們終于做到了!我們的新發(fā)現(xiàn)將有助于在更微妙的層面上更好地理解基因表達(dá)進(jìn)化的來(lái)龍去脈，這是迄今為止無(wú)法獲得的，”Ekaterina Khrameeva 說(shuō)。

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