在猴胎儿人脑大小基因触发器更大的大脑

在进化过程中人类大脑的扩张，特别是大脑皮层，是与我们的认知能力，如推理和语言。一个名为ARHGAP11B某些基因仅在人类触发大脑干细胞中，形成更多的干细胞，对于一个更大的大脑的先决条件。过去的研究表明，ARHGAP11B，在小鼠和白鼬表示，以非生理性高的水平时，会导致大脑皮质膨胀，但其对灵长类动物进化意义已不清楚。在分子细胞生物学和遗传学（MPI-CBG）在德累斯顿与在川崎中央研究所实验动物（CIEA），并在东京庆应义塾大学，都位于日本的同事一起的马克斯普朗克研究所的研究人员，现在这表明人类特有的基因，当表达生理水平，导致普通狨猴，新世界猴放大大脑皮层。这表明ARHGAP11B基因可能造成人类的进化过程中大脑皮层扩张。研究人员公布了他们的发现发表在科学杂志上。

人的大脑皮层，对大脑皮层的进化年轻的部分，比我们的近亲，黑猩猩的大三倍左右，其折叠成皱纹进化过程中增加，以适应头骨的受限空间内。科学家的一个关键问题是人类大脑皮层怎么变得这么大。在2015年的研究中，维兰德Huttner的MPI-CBG的创始主任，该研究小组发现，人类特有基因ARHGAP11B的影响下，小鼠胚胎产生更多的神经祖细胞，甚至可以离岗正常折叠他们的展开新皮层。结果表明，该基因ARHGAP11B起在人类大脑皮层的进化扩大了关键作用。

人类特有基因的崛起

人类特有基因ARHGAP11B通过无处不在的基因ARHGAP11A的部分重复出现了大约五百万年前沿着进化谱系导致尼安德特人，丹尼索瓦人，和现在的人类，该谱系后，已经从领导到黑猩猩分离。在2016年的随访研究，维兰德Huttner的研究小组发现了一个令人惊讶的原因ARHGAP11B蛋白含有47的序列的氨基酸是人类特有的，在ARHGAP11A蛋白质没有找到，而必不可少的ARHGAP11B的能力增加大脑干细胞。具体地，一个单一的C-到-G碱基置换在ARHGAP11B基因引线发现的55个核苷酸从ARHGAP11B信使RNA，这引起导致人类特有的读码框移位的损失，在功能上的关键47的氨基酸序列。这种碱基替换可能发生的晚得多，当该基因大约5万年前出现，150万和50万年前之间的任何时间。这种点突变并不罕见，但在ARHGAP11B的情况下，其形成更大的大脑的优势似乎有立即影响人类的进化。

该基因的猴子效果

但是，它一直不清楚到现在为止，如果人类特有基因ARHGAP11B也将导致非人类灵长类动物的大脑皮质放大。为了研究这个，集团维兰德Huttner的研究人员在中央研究所实验动物（CIEA）在川崎英之冈野在东京庆应大学，无论是在日本，谁曾率先开发与埃里卡佐佐木联手技术产生转基因非人类的灵长类动物。该研究的第一作者，博士后迈克尔·海德，前往日本工作与同事在现场直接。它们产生的转基因普通狨猴，新世界猴，所表达的人类特有基因ARHGAP11B，他们通常没有，在发展新皮层。日本有关于动物的研究和德国做动物福利同样高的道德标准和法规。在日本获得，并出口到MPI-CBG在德累斯顿进行详细分析的101日龄的普通狨猴胎儿的大脑（正常出生日期前50天）。迈克尔·海德说：“我们确实发现，普通狨猴的大脑新皮质被扩大和脑表面折其骨板也比正常的更厚。此外，我们可以看到在外部脑室下区基础放射状胶质细胞祖细胞的数量增加。和增加的上层神经元的数目，神经元类型增加灵长类动物进化“。研究者们现在可以正常运行的证据表明，ARHGAP11B导致灵长类动物大脑皮层的扩展。

伦理思考

维兰德Huttner，谁领导了这项研究，补充说：“我们只限于我们的分析，以狨猴胚胎，因为我们预期这一人类特有基因的表达会影响大脑皮层发展的狨猴在潜在后果难以预料光对于产后。脑功能，我们认为这是一个先决条件，必须从伦理的角度，首先确定ARHGAP11B对胎儿大脑皮质狨猴的发展的影响。”

研究人员得出结论，这些结果表明，人类特有基因ARHGAP11B可能导致在人类进化过程中大脑皮层扩张。

资源 Max-Planck-Gesellschaft. "Human brain size gene triggers bigger brain in monkey fetus." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200618150301.htm>.