研究人员将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织
2020-06-22 09:38:57   来源:化石网   评论:0 点击:

研究人员将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织(化石网报道)据新浪科技:近年来,科学家研究发现许多现代人都继承着部分尼安德特人基因,我们的基因存在早期人类祖先和石器时代人类之间接触的痕


研究人员将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织

(化石网报道)据新浪科技:近年来,科学家研究发现许多现代人都继承着部分尼安德特人基因,我们的基因存在早期人类祖先和石器时代人类之间接触的痕迹,直到大约4万年前这些远古人类一直居住在现今欧洲地区。

目前,一支欧洲研究小组进行了一项最新研究,他们将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织,希望能进一步揭晓尼安德特人与现代人类之间的关系。

2010年,科学家发现早期人类与尼安德特人繁衍后代的证据,遗传学家斯文特·帕波(Svante Paabo)带领研究同事从尼安德特人骨骼中提取DNA,进行排序分析,并详细绘制了他们的基因组。目前,一支欧洲研究小组进行了一项最新研究,他们将含有尼安德特人DNA和蛋白质的人类干细胞培育出脑组织,希望能进一步揭晓尼安德特人与现代人类之间的关系。

瑞士巴塞尔大学分子与临床眼科研究所负责人格雷森·坎普(Grayson Camp)称,我们非常好奇,如果能从合适的人群中获得干细胞,就能挖掘出一些尼安德特人的基因组。尽管这项研究仍处于初期研究阶段,但它证明了一个概念,可能有助于理解人类和尼安德特人在认知和其他方面的差异。

坎普是巴塞尔大学的助理教授,他利用黑猩猩细胞制作类脑组织,试图了解自从人类从黑猩猩和其他人猿物种分化之后,人类大脑是如何变化的。

迷你大脑

这项最新研究报告发表在《干细胞报告》杂志上,人类诱导性多能干细胞计划(HipSci)生成的干细胞可形成活体生物干细胞,适用于不同人群。坎普称,生物库中几乎所有的细胞系都来自英国人和北欧人后裔——他们极有可能拥有尼安德特人的基因。

他说:“我们分析了每一个有干细胞的个体的基因组,通过与帕波实验室生成的参考基因组进行比较,我们可以找出哪些基因来自尼安德特人,哪些不是,每个人大约有1-4%的基因组可能来自尼安德特人。”

如果你观察200个实验个体,最终会恢复20%的尼安德特人基因,这意味着这些干细胞资源包含了大部分穴居人的基因,它们存在于欧洲人体内。之后研究小组培育了大脑类器官,该3D大脑器官的直径仅几毫米,只是肉眼可见,将这些细胞放入有生长因子的培养皿中进行培育。

类器官能以基本方式模拟许多人体器官,能在体外安全地测试药物的具体效果,这在癌症治疗等领域产生革命性和个性化的影响,坎普说:“当然研究人员之前已从人类细胞中生成并分析了类器官,只是没有人专门研究尼安德特人DNA具有什么功能。”

概念验证

坎普强调称,这项实验并不是在实验室里培育尼安德特人大脑,这是人类细胞,并不是尼安德特人细胞,但是人类细胞自身带有尼安德特人DNA。这与科幻电影《侏罗纪公园》完全不同,这里重要的是研究大脑机制,而不是试图重建已灭绝尼安德特人的大脑组织。

实验室培育的大脑类器官中的神经细胞也被称为迷你大脑,现已证实能够实现神经细胞连接,并生成一些脑电活跃性,但它们还不是真实的成年人大脑。

未来其他身体部位也可以使用该方法培育和分析,我们可以研究尼安德特人的特征在人类进化历程中发挥的重要作用,例如:与头发和皮肤有关的尼安德特人基因干细胞,这些干细胞能够生成皮肤类器官,有助于生成毛发。

类似地,这些干细胞也可用于制造肠类器官,观察酶物质如何消化食物,提供有关尼安德特人饮食的信息。坎普强调称,利用世界各地其他人口的干细胞来研究丹尼索瓦人DNA是非常有趣的,丹尼索瓦人是尼安德特人的远古表亲,其DNA在欧洲现代居民体内没有。

然而,考虑到培育这些细胞的技术差异,该项技术至少需要几年时间才能获得显著效应,他说:“正确操作这些实验具有一定挑战,因为人们并不期望人类与尼安德特人有显著区别,毕竟两者非常相似,而且实验室培育的迷你大脑并非最佳方案。”

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