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追踪“小脑袋”的进化

本站发布时间:2023-12-16 15:15:35

人类高度认知功能的进化很可能与大脑皮层的扩张有关然而,研究人员越来越多地认识到,“小脑袋”的力量在进化过程中也在扩张,并有可能控制人类独有的能力海德堡研究小组现在已经生成了人类、小鼠和负鼠小脑细胞发育的综合遗传学图谱这些图谱的比较显示了小脑发育的特定细胞和分子特征

Prof解释道:“尽管小脑,即头骨后部的结构,包含了整个人脑中80%以上的神经元,但长期以来,这被认为是具有更简单细胞结构的大脑区域。”凯斯曼然而,这位分子生物学家说,最近有证据表明,这种结构中的异质性正在增长海德堡的研究人员现在已经系统地对人类、小鼠和负鼠的所有细胞类型进行了分类迄今为止,他们首次使用单细胞测序技术收集了近40万个单个细胞的分子图谱所有员工的流程都建立了细胞类型的空间映射

根据这些数据,科学家们发现,在人类小脑中,具有关键功能的大型复杂神经细胞——的比例几乎是胎儿早期使用和使用的比例的两倍这种增加主要是由特定亚型的浦肯氏细胞驱动的,这些细胞在早期发育过程中产生,并可能与新皮质进行交流,从而在成年大脑中解决认知功能博士后研究员DrMariSepp教授解释道:“在人类的进化过程中,它支持特定类型的浦肯氏细胞的扩展,以支持人类的认知功能。”凯斯曼的研究小组“马氏体的功能进化”

利用生物信息学方法,研究人员对人、小鼠和负鼠的细胞基因表达程序进行了比较这些程序是由无数种基因的精细调谐活动重新定义的,这些基因决定了在开发过程中不同细胞的类型经过1.6亿年的进化,已经鉴定出具有细胞型特异性活性谱的基因根据HenrikKaessmann的说法,这表明这对确定哺乳动物细胞中细胞类型识别的基本机制至关重要同时,科学家们发现了1000多个基因的活动特征在人类、小鼠和负鼠之间存在差异DrKevinLeiss教授说:“在所有细胞类型中,基因都具有新的活性。这意味着,在进化过程中,存在于哺乳动物体内的某些基因在新的细胞类型中被激活,可能会改变细胞的性质。”凯斯曼的研究小组

在人类和动物之间显示出不同的活性特征的基因中——生物医学研究中最常见的模式生物——严重与神经发育障碍或脑肿瘤有关,教授普菲斯特解释道他是海德堡霍普儿童癌症中心的主任,德国癌症研究中心的研究部门负责人,也是海德堡大学医院的儿科肿瘤学顾问结果是,正如教授所说Pfister建议,在搜索合适的模型系统时提供有价值的指导——而不是使用模型——以进一步探索此类疾病

这些研究结果重新发表在《自然》杂志上


来源:

Materials provided by
Heidelberg University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Mari Sepp, Kevin Leiss, Florent Murat, Konstantin Okonechnikov, Piyush Joshi, Evgeny Leushkin, Lisa Spänig, Noe Mbengue, Céline Schneider, Julia Schmidt, Nils Trost, Maria Schauer, Philipp Khaitovich, Steven Lisgo, Miklós Palkovits, Peter Giere, Lena M. Kutscher, Simon Anders, Margarida Cardoso-Moreira, Ioannis Sarropoulos, Stefan M. Pfister, Henrik Kaessmann.
    Cellular development and evolution of the mammalian cerebellum. Nature, 2023; DOI: 10.1038/s41586-023-06884-x

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