研究發(fā)現(xiàn)人類特有基因決定腦容大小

人類約有99％的基因與黑猩猩相同，只有極小部分不同。但是我們有一個重要的區(qū)別：即人類的大腦是黑猩猩大腦的三倍大。

在進化過程中我們的基因組為了觸發(fā)大腦發(fā)育必然已經(jīng)發(fā)生了改變。馬克斯?普朗克分子細胞生物學和遺傳學研究所（MPI-CBG）主管兼研究小組負責人Wieland Huttner，及其團隊首次確定了一個只存在于人類的基因，并且這個基因與基底腦干細胞再生、觸發(fā)大腦皮層折疊相關(guān)。

研究者將人腦干細胞以不同亞群分離并進行了精確識別，便可知道在哪中細胞類型中哪些基因被激活。用這種方法，他們發(fā)現(xiàn)了ARHGAP11B基因：這個基因只在人類和尼安德特人與杰尼索娃人中發(fā)現(xiàn)，連黑猩猩都沒有。該基因設(shè)法觸發(fā)大腦干細胞以形成一個更大的干細胞池。這樣在腦發(fā)育過程中就能產(chǎn)生更多的神經(jīng)元，大腦便相應擴大。大腦負責認知功能，例如如說話和思考。

Wieland Huttner的研究人員發(fā)明了一種將人腦中不同亞型的腦干細胞進行分離和識別的方法。這是科學家首次從胎鼠和人類的大腦組織中分離出不同的干細胞和祖細胞類型。與又大又有折疊的人腦相反的是小鼠腦又小又光滑。在將不同干細胞進行分離后，研究人員將活躍在各種細胞類型中的基因進行了比較，識別出56個與大腦發(fā)育相關(guān)并只存在于人類的基因。Wieland Huttner實驗室的博士生Marta Florio說，“我們注意到， ARHGAP11B基因在基底大腦干細胞中特別活躍，而基底大腦干細胞在進化過程中對大腦皮層的的擴展非常重要” 。

在進一步的研究過程中，研究人員將注意力集中在這個特殊基因的功能研究上。研究人員假設(shè)，如果它是負責大腦干細胞形成更大的干細胞池從而使人類大腦擴增的話，那么這個人類特異性基因在較小的小鼠大腦中也應該能產(chǎn)生類似效果。他們將ARHGAP11B基因?qū)胄∈笈咛ィY(jié)果確實和預想的一樣：在人特異性基因的影響下，小鼠顯著的產(chǎn)生了更多的腦干細胞，并且一半的實驗鼠甚至產(chǎn)生了新皮層折疊。所有這些結(jié)果都表明，該ARHGAP11B基因在人大腦皮層的膨脹進化中起著關(guān)鍵作用。

Wieland Huttner的研究小組一直致力于關(guān)注人類大腦進化的秘密。在過去幾年中他的研究團隊的若干的發(fā)現(xiàn)，使得人們對大的大腦在進化過程中是怎樣形成的有更好理解。