《猩球崛起》要成真?中國科學家首次在猴中轉入人腦基因

2020-12-06 騰訊網

　　3月27日，《國家科學評論》刊發了人腦MCPH1基因轉基因猴的研究，圖片來自academic.oup.com

　　撰文 | 韓東升

　　責編 | 葉水送

　　電影《猩球崛起》很多人可能不陌生，電影中的猿族具有人類般的智慧，且有實力與人類軍隊一決高下。這些情形距我們的現實世界到底有多遠呢？

　　最近，中國科學院昆明動物所的科學家首次將人腦基因— MCPH1 移植到猴子中，該研究發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。

　　本文通訊作者宿兵研究員強調，「這是第一次嘗試用轉基因猴子模型來理解人類認知能力的進化過程」。

　　研究者為何選擇這個基因？

　　小頭症嬰兒(左)與普通嬰兒的頭部大小對比，圖來自wikipedia

　　為了更好地理解這項研究，讓我們首先了解下 MCPH1 基因。MCPH1 是一個在胎兒大腦發育時表達的基因。當其發生某些純合突變後，會使嬰兒患有「小頭症」。一般來說，「小頭症」患者壽命稍短，且智力也會受到影響。

　　該基因進化速度較快，雖然靈長類動物中也有該基因，但與人腦中的MCPH1 基因有所區別。一方面，人腦中 MCPH1 蛋白含有與靈長類動物不同的胺基酸突變，且這些特有的突變可調控人腦發育中特定的基因表達模式；另一方面，人類中的 MCPH1 基因在人腦的發育中表達量較高，而靈長類表達量較低。這兩點都說明MCPH1 基因可能在人類大腦的發育中有特殊的功能。

　　中國科學院昆明動物所研究員宿兵此前也發表過關於 MCPH1 基因的進化及其功能的文章，對其有一定的研究基礎。

　　人類腦部的核磁共振圖，圖來自wiseGEEK

　　轉基因猴同普通猴有何不同？

　　研究者共得到了11隻轉基因猴。通過核磁共振腦影像分析發現，MCPH1轉基因猴的腦子並不會變大。但轉基因猴的腦部發育表現出和人腦相似的滯後性特徵。人腦的這種滯後性表現為腦部神經發育隨著年齡增長緩慢形成，這是人類和非人類靈長類動物的一個關鍵區別。

　　更重要的是，轉基因猴在短期記憶測試中表現得更好，表明其智力很可能有所提升。

　　這項研究，科學界怎麼看？

　　面對中國科學家的這一首創，科學界並非一致叫好。儘管該研究團隊認為：「轉基因猴可以為了解人類的獨有特徵提供極大的幫助。從長遠來看，這樣的基礎研究也有助於認識大腦發育疾病（如自閉症）的病因，並為潛在的治療方案提供有效的線索。」

　　早在2010年，科學家曾發文稱：將人類基因轉入靈長類動物體內是不符合倫理的。圖來自nature

　　但西方的科學家對此表示擔憂，甚至懷疑其是否符合倫理。來自科羅拉多大學（University of Colorado）的遺傳學家 James Sikela在《麻省理工學院技術評論》的一篇報導中表示，「利用轉基因猴來研究與大腦進化相關的人類基因是一條非常危險的道路。」 他擔心實驗中的靈長類動物是否得到規範處理，更擔心在猴子身上進行更加極端的基因編輯。

　　事實上，在歐洲和美國，利用靈長類動物進行研究變得越來越困難，但在中國似乎並不存在這一問題，就在今年1月，中國誕生了世界首批生物節律紊亂體細胞克隆猴。

　　2019年1月4日，中國科學家在上海展示的生物節律紊亂體細胞克隆猴，圖片來自新華社

　　在《麻省理工學院技術評論》中的這則報導中，宿兵表示並不需要過度擔憂：「儘管猴子的基因組與我們的很接近，但它們之間仍存在成千上萬的差異。在猴子中只引入個別人類基因並不會對其造成實質性的改變。」

　　事實上，該課題組已經著手在猴子中測試其他大腦進化的基因。

　　參考連結：

　　1. https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwz043/5420749

　　2. https://www.technologyreview.com/s/613277/chinese-scientists-have-put-human-brain-genes-in-monkeysand-yes-they-may-be-smarter/amp/?from=groupmessage&isappinstalled=0

　　3. http://www.kiz.ac.cn/xwzx/kydt/201903/t20190328_5262689.html

　　4. https://en.wikipedia.org/wiki/Microcephalin

　　5. https://www.nature.com/articles/nrg2864

　　製版編輯 | 皮皮魚

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