科学家准备培育带有尼安德特人基因的“微型大脑” 发布时间:2020-03-15
尼安德特人,简称尼安德特人,也被翻译成尼安德特人,通常被称为人类进化中期的代表性种群。它以在德国尼安德特山谷发现的化石命名。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲。自从120,000年前,他们统治了整个欧洲,西亚和北非,但是24,000年前,这些古代人类消失了。
然而,流行文化对尼安德特人有许多误解。尼安德特人通常被视为古老和过时的化身,被诽谤为低等种族,他们因智力不足以应对环境变化而灭亡。事实是,尼安德特人已经成功地面对了至少20万年的气候挑战,比延续至今的现代智人多了12.5万到15万年。据报道,目前,遗传学家希望比较尼安德特人和现代人之间的生理差异,这将有助于理解为什么人类不同。科学家们正准备培育“微型胚胎”,这是一个包含尼安德特人DNA基因的基因改良项目。这是一次前所未有的科学尝试,试图理解现代人与其近亲之间的差异。

带有尼安德特人基因的“微型大脑”
在接下来的几个月里,一些叫做“大脑器官”的小块状组织将从人类干细胞中培养出来,其中一些“尼安德特人基因”已经被编辑。
扁豆大小的大脑器官没有思考和感觉的能力,只能复制成人大脑的一些基本结构。如果人类和尼安德特人在大脑生物学上有显著差异,相似的器官将首先出现。德国马克斯·普朗克进化人类学研究所遗传学系主任贾译尊·帕布鲁教授说,尼安德特人最接近现代人,所以我们应该把他们定义为人类的一个种群或一个分支,并进行真正的比较研究。
此前,巴勃罗成功地进行了国际研究合作,试图破译尼安德特人的基因组。目前,他们计划在实验室通过复杂的基因编辑技术引入尼安德特人基因。该实验室已经将尼安德特人的颅面发育基因植入老鼠体内,并将尼安德特人的痛觉基因植入青蛙卵内,这可能表明它们是否具有与人类不同的绘画阈值。现在实验室正试图将其研究重点转移到脑组织。
在巴勃罗办公室的地下室里,科学家们正在从世界各地的考古遗址中提取古代人类和动物的DNA(被称为“生命密码”)。研究小组的成功取决于严格的污染预防措施。他们认为飘过窗户的灰尘会含有更多的脱氧核糖核酸。工作人员在进入实验室前必须先淋浴,然后穿上类似太空服的衣服,然后进行紫外线消毒和复杂的空气过滤系统。
巴勃罗说:“我们正在观察能否找到神经细胞功能的差异,这可能是人类具有特殊认知能力的根本原因。”长期以来,人们对尼安德特人的传统认知是愚蠢、愚蠢和粗暴的。然而,最近几年的最新研究将改写人们对尼安德特人的看法。考古发现表明,尼安德特人埋葬死者,绘制洞穴图,并且比现代人有更大的大脑。这项最新研究的动机是突破尼安德特人的传统认知,深入了解他们与人类之间的显著差异。

尼安德特人与现代人的差异分析
2010年,在这些严格的工作条件下,巴勃罗和他的研究同事从数万年前欧洲女性的四个严重腐烂的身体样本中重组了尼安德特人的基因代码。这些基因表明,尼安德特人与我们的祖先杂交,并在除了今天的非洲之外的所有人类中成功携带了4%的尼安德特人DNA。与此同时,大约三分之一的尼安德特人基因存在于现代人类中,这是因为人类获得的基因略有不同。
然而,也有一些遗传盲点——尼安德特人没有遗传大量基因,可能是因为这些基因对健康、生育力、认知或外貌有不利影响。巴勃罗说:“我们想知道这些东西是否有未被发现的地方,这导致了人类祖先和尼安德特人之间的显著差异。为什么现代人能够繁衍成数十亿庞大的人口,遍布世界各地,并拥有自己的文化?”
他还指出,目前还不能确定两个人类物种的不同命运是否与认知差异有关,但人们很容易想到这一点。最新的研究集中在对大脑发育至关重要的三个基因的差异上。使用一种叫做“Crispr”的基因编辑技术,人类干细胞被引入,使改良的基因更接近尼安德特人。
负责类似器官实验的研究小组格雷坎普说:“培养这种器官9个月,然后看看会发生什么。当然,你根本不会得到一个发育完全的人脑,但你会看到大脑形成的不同区域,你可以研究突触、脑电活动和早期发育差异。”
科学家将比较尼安德特人和类人器官,以评估和分析干细胞分裂、发育和组织成三维大脑结构的速度,以及脑细胞是否能以不同方式连接。巴勃罗说:“我们预期的结果之一是,基因变化会更持久,或者会产生更多的神经元分支。有些人会说,这将是人类大脑功能差异的生物学基础。”
这些干细胞可以通过化学触发技术被诱导成神经细胞。它们自发地聚集在一起,自发地组织成类似大脑的微结构,直径可达几毫米。缺乏任何感官输入意味着内部神经连接是随机的,每个微小的大脑都有差异。
这项研究没有揭示哪个物种更“聪明”,但它可能表明两者在计划、社交和语言能力上存在差异。与此同时,实验室也在观察和研究为什么在欧洲和亚洲的祖先的DNA中通常会发现尼安德特人的基因,这些基因会影响大脑的发育。通过从人体中提取干细胞来培养类似器官的器官,并观察尼安德特人的基因是如何开启和关闭的,研究小组可以观察到人类的大脑发育是否受到尼安德特人的微妙影响。坎普说:“我们可以再生尼安德特人的大脑结构,监控和恢复尼安德特人基因的功能。”
该研究小组并不是第一个考虑恢复尼安德特人生物学特征的人。哈佛大学的乔治·丘奇教授以前认为,如果一个“具有冒险精神的女人”可以被用作代孕母亲,那么就有望克隆尼安德特人的身体。然而,帕布罗反驳说,这不仅在道德上是不可接受的,而且用目前的技术也不可能实现。目前,只允许少量的基因编辑,而不是编辑3万多个基因来克隆和复制尼安德特人的身体。
模仿尼安德特人会达到人类伦理的底线吗?
大约40万年前,现代人和尼安德特人分成不同的种族。当尼安德特人向北迁移到欧洲时,人类祖先仍然生活在非洲。根据考古记录,大约6万年前,现代人大规模迁徙。他们离开了非洲,再次遇见了尼安德特人。事实上,尼安德特人和现代人之间的杂交比之前预期的要复杂得多,这让一些人认为这两个物种应该合并成一个种群。但是巴勃罗和其他专家不同意这一观点。
巴勃罗说,像丘奇这样的评论非常令人失望,因为像我这样的其他研究人员必须非常严格,不要充满幻想,尤其是在伦理和道德方面。小扁豆大小的微型大脑需要考虑人类伦理问题吗?是的,在某种程度上。发育中的大脑什么时候能成为个体?但这是一件非常遥远的事情。
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