人脑为何布满“核桃纹”？科学家解析古老基因调控机制

　　如果你观察过人类大脑的模型或照片，一定会对它满布沟回的“核桃纹”印象深刻。中国科学家一项研究揭示了“核桃纹”进化的奥秘，该成果于9月29日发表在国际期刊《自然-遗传学》上。

　　图为哺乳动物大脑的比对图。新华社发

　　相比光滑平整的小鼠大脑，人类大脑充满错综复杂的褶皱，这是决定人类高级认知功能产生的重要生物学基础之一。传统观点认为，灵长类大脑皮层的扩张主要得益于进化出的新基因，但中国科学院昆明动物研究所研究员石磊团队揭示了另一种可能：一些古老且保守的基因，通过调控元件的改变来重塑表达水平，同样对人类大脑进化发育起到关键作用。

　　为了追踪这一可能的进化过程，石磊团队比较了小鼠、树鼩、狨猴、猕猴和人类胚胎期大脑皮层各层的转录组数据。结果发现，一个名为“CCNB1IP1”的古老基因，在灵长类出现之前，就已在灵长类近邻物种树鼩大脑中表达出来，尽管表达水平相对较低。在随后的进化历程中，其表达水平在树鼩、狨猴、猕猴和人类之间，呈现出明显的阶梯式上升，并在人类大脑中达到最高水平。

　　“这个古老基因的表达量与大脑皮层的折叠程度密切相关。”石磊说，“比如，有平滑脑的狨猴，这一基因的表达量与树鼩相近；大脑有褶皱的猕猴，该基因表达量明显升高；而沟回程度丰富的人类大脑，这个基因的表达量最高。进一步的研究表明，CCNB1IP1表达量的提高，是由该基因上游顺式调控元件的进化所驱动的。”

　　这项研究不仅为理解人类大脑的进化提供了新视角，也为探索神经发育疾病的成因提供了新的线索。

　　转自：新华社

　　记者：岳冉冉