广告

与尼安德特人相比,人类大脑的生长缓慢而稳定

一项新研究发现,人类大脑生长缓慢的步伐确保了细胞分裂时,每个子细胞都能获得一份 DNA。

Google NewsGoogle News Preferred Source
图片来源:Andrii Zastrozhnov/Shutterstock

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

本文最初发布于 2022 年 7 月 29 日。

广告

并非越快越好,尤其是在大脑发育方面——或者说,在人类大脑发育的步伐方面。

当神经细胞分裂时,它们会复制自己的DNA,分子绳索会将一份副本拖到每个子细胞。仓促进行此过程可能导致基因失误,无论是留下 DNA 片段还是将过多的副本拖到一个细胞。根据一项新研究,在与尼安德特人分化后,人类进化出了三种独特的蛋白质突变,可以减缓大脑发育过程中的细胞分裂。研究人员表示,这种稳定的步伐可以防止染色体错误。

该研究的合著者,马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的 Wieland Huttner 在一份新闻稿中表示:“研究结果……表明尼安德特人的大脑功能可能比现代人类更容易受到染色体错误的影响。”

尼安德特人大脑与人类大脑的生长

自从我们与尼安德特人分化以来,我们人类进化出了 100 种氨基酸(蛋白质的基本组成单位)的变化,而我们几乎所有人共享这些变化。其中六种变化会影响细胞分裂机制。研究人员测试了这些变化是否减缓了过程并防止了错误。

为了“人类化”发育中的小鼠大脑,研究人员通过基因编辑,将其编辑成我们版本的基因。然后,为了测试祖先的大脑,他们创造了一个从人类细胞培养物中生长出来的类大脑类器官,并编辑了尼安德特人的基因版本。如果他们的假设是正确的,那么类人小鼠大脑应该会减缓细胞分裂,而祖先的、人工的人类大脑应该会加速细胞分裂。


阅读更多:人类拥有多少尼安德特人 DNA?


两种预测都得到了证实。人类化的小鼠在分裂中期(染色体在分裂细胞中心对齐的阶段)的时间更长——普通小鼠花费 4.6 分钟,而人类化的小鼠则花费 5.8 分钟。与此同时,祖先基因将人工人类大脑的中期时间从 9.2 分钟缩短到 7 分钟。

缓慢的步伐减少了染色体分离中的错误。与普通小鼠相比,人类化小鼠继承错误染色体数量的频率减半。与普通类器官相比,祖先类器官中这种情况发生的频率也高出一倍。

和谐的大脑功能

染色体分离错误可能影响人类健康,尤其是在早期发育阶段。原始神经元迅速增殖,异常细胞在增殖过程中将其错误的染色体数量传递给后代。长远来看,缺陷细胞可能过度或不足地产生蛋白质增加患癌风险破裂死亡

广告

因此,与尼安德特人大脑相比,我们的大脑似乎在错误细胞分裂方面得到了独特的保护。作者认为,这可能影响了我们神经元的发育和组织方式。然而,就人类大脑的进化而言,它是否促成了使我们与众不同的人类认知能力,这一点仍然未知。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章