CRISPR基因编辑再造远古尼人大脑

CRISPR基因编辑再造

远古尼人大脑

我们基因组的许多部分都有助于认知，

进化可能对多个变体起作用，但影响较小。

尼安德特人

欧洲古人类尼安德特人（简称尼人）和长居于青藏高原的丹尼索瓦人都是我们的近亲。大约5万年前，当现代人类从非洲迁徙过来时，它们还与我们生活在一起，但在我们与它们接触后不久，它们就灭绝了。这些古人类灭绝时，现代人类是如何生存下来的呢？这可能是因为现代人类在竞争中战胜了它们，但也可能只是运气好。加州大学圣迭戈分校的Alysson Muotri和他的同事研究探讨了我们的大脑与其他古人类有何不同，以及这是否会影响生存。

他的团队比较了现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组，发现共有61个不同的基因。其中一种基因，神经肿瘤腹侧抗原1 (neuro-oncological ventral antigen 1，NOVA1)，特别引起了研究小组的注意。该基因在大脑发育过程中活跃，并影响发育中的神经系统。研究小组发现，现代人的NOVA1基因与尼安德特人和丹尼索瓦人的基因有一个碱基对的不同。为了了解更多信息，该团队使用CRISPR基因组编辑技术改变人类干细胞中的现代NOVA1基因，以模仿尼安德特人和丹尼索瓦人的版本。

研究小组随后促使这些细胞发育成大脑类器官——一种由培养皿中的脑细胞群组成的小型、简化版器官。研究小组还对标准的人类干细胞进行了同样的研究。随着它们的成熟，远古人类的大脑类器官得以重新呈现——细胞表面有更多褶皱，细胞增殖速度比现代人类的要慢。他们与现代人类截然不同，这表明单一碱基的改变可以改变大脑的发育。

这种改变还改变了277个基因的表达，从而改变了蛋白质编码。这些蛋白质中有许多与大脑发育有关。事实上，现在所有现代人都携带这种基因的现代版本，这表明这种改变对我们的物种是有利的，也可能表明携带尼安德特人NOVA1基因变异的个体有一种潜在的处理信息的不同方式，而这可能会影响生存。

这些新方法让我们能够直接测试尼安德特人的大脑，评估尼安德特人的基因组是如何工作的。然而，由于Muotri和他的团队使用的是现代人类基因组，只有一个变化，这并不能真正反映整个尼安德特人或丹尼索瓦人的基因组。我们基因组的许多部分都有助于认知，进化可能对多个变体起作用，但影响较小。