美國桑福德—伯納姆·普利比斯醫(yī)學發(fā)現研究所研究人員近日在美國《國家科學院院刊》上發(fā)表論文稱,他們利用自己開發(fā)的一種新的單細胞分析方法,發(fā)現在小鼠大腦發(fā)育階段,腦細胞中存在的數千個此前未知的DNA變異,這為進一步了解大腦機制提供了新線索。
與身體其他部位的大多數細胞不同,我們每個腦細胞中的DNA都是不一樣的,存在著所謂的“基因組拷貝數變異”(CNVs)。正是腦細胞中DNA的這些變化,才會導致阿爾茨海默氏癥和自閉癥,才會使我們的個性發(fā)展因人而異。但由于目前用于研究單個腦細胞中“基因組拷貝數變異”的技術尚不完備,科學家還無法檢測100萬個堿基對以下的DNA序列,因此對“基因組拷貝數變異”的許多細節(jié)信息也就不甚了解,例如這些變化是何時出現的?它們的位置在哪里?這些變化是隨機的還是受調控的?等等。
為此,該團隊開發(fā)出一種與機器學習技術相結合的單細胞分析方法,允許他們檢測100萬個堿基對以下的DNA序列中發(fā)生的拷貝數變異情況。運用新方法,研究人員發(fā)現,在小鼠出生之前大腦發(fā)育過程中,存在數千個此前未知的DNA變異。盡管這些變異隨機分布在整個基因組中,但它們在神經形成這一大腦發(fā)育的關鍵階段達到頂峰,表明其是一個有規(guī)律的過程,應有一種調控機制在起作用。
研究人員指出,他們的研究表明,胎兒的大腦是由無數個復雜的基因變異組合而成的,這些變異在嬰兒出生之前就已經形成,是大腦細胞發(fā)育及多樣化的基礎。新研究填補了科學家對大腦中“基因組拷貝數變異”理解的關鍵空白,有助進一步了解大腦機制。
孩子能快速掌握復雜的語言,智力超越大多數生物,就是因為大腦先天的優(yōu)勢。但靈長類的神經系統(tǒng)為何在千萬年間加速變異,我們尚不得而知。不識廬山真面目,只緣身在此山中。依靠新的探查技術,我們或許能更深刻理解智力的由來,并且珍惜自然賜予的這份大禮。 (據《科技日報》)
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