超過100個基因使我們成為獨特的人類

研究人員發(fā)現(xiàn)，139個基因在靈長類動物群體中是共同的，但在人類大腦中的表達(dá)卻大相徑庭。

由多倫多大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)了100多個靈長類動物大腦共有的基因，這些基因只在人類中發(fā)生了進(jìn)化分歧，這可能是我們獨特認(rèn)知能力的來源。

由多倫多大學(xué)Temerty醫(yī)學(xué)院唐納利細(xì)胞和生物分子研究中心的Jesse Gillis副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)，與我們的四種近親——黑猩猩、大猩猩、獼猴和狨猴相比，人類大腦中的這些基因表達(dá)方式不同。

發(fā)表在《Nature Ecology & Evolution》雜志上的研究結(jié)果表明，選擇壓力的減少，或?qū)适Чδ艿耐蛔兊哪褪苄裕赡苁够蚓哂懈咚降恼J(rèn)知能力。這項研究是人類細(xì)胞圖譜的一部分，人類細(xì)胞圖譜是一項全球倡議，旨在繪制所有人類細(xì)胞圖譜，以更好地了解健康和疾病。

靈長類動物大腦的比較研究

“這項研究有助于我們在細(xì)胞水平上理解人類和其他靈長類動物大腦的差異，但它也產(chǎn)生了一個數(shù)據(jù)庫，可用于進(jìn)一步表征靈長類動物之間的遺傳異同，”Gillis說。

該團(tuán)隊包括來自美國冷泉港實驗室和艾倫腦科學(xué)研究所的研究人員，他們基于單細(xì)胞分析為每種靈長類動物繪制了大腦圖譜，這是一種相對較新的技術(shù)，可以比標(biāo)準(zhǔn)方法更具體地進(jìn)行基因測序。他們使用了大腦倡議細(xì)胞普查網(wǎng)絡(luò)(BICCN)數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集是從大腦中顳回采集的樣本中創(chuàng)建的。

認(rèn)知進(jìn)化的見解

研究小組總共發(fā)現(xiàn)了139個基因，這些基因在靈長類動物群體中是共同的，但在人類大腦中的表達(dá)卻大相徑庭。這些基因表現(xiàn)出更強(qiáng)的承受突變而不影響其功能的能力，這表明它們可能是在更寬松的選擇壓力下進(jìn)化的。

該研究的第一作者、唐納利中心的助理研究員Hamsini Suresh說:“人類中分化的基因一定能適應(yīng)變化?！薄斑@表現(xiàn)為對功能喪失突變的耐受性，似乎允許人類大腦發(fā)生快速進(jìn)化變化?！?/p>

隨著時間的推移，人類腦細(xì)胞對大量威脅性較低的突變的適應(yīng)性進(jìn)化可能導(dǎo)致了我們更高的認(rèn)知功能。同樣值得注意的是，在研究中發(fā)現(xiàn)的與人類不同的基因中，約有四分之一與各種腦部疾病有關(guān)。

腦細(xì)胞類型和基因表達(dá)

研究人員在57種腦細(xì)胞類型中發(fā)現(xiàn)了不同的基因，按抑制性神經(jīng)元、興奮性神經(jīng)元和非神經(jīng)元分類。四分之一的基因只在神經(jīng)元細(xì)胞(也稱為灰質(zhì))中表達(dá)不同，一半的基因只在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞(也稱為白質(zhì))中表達(dá)不同。

大腦中的灰質(zhì)由神經(jīng)元組成，而白質(zhì)由其他類型的細(xì)胞組成，包括負(fù)責(zé)血管系統(tǒng)和免疫功能的細(xì)胞。

擴(kuò)展人類細(xì)胞圖譜

這項研究是BICCN計劃的一部分，該計劃旨在識別和編目人類和其他物種大腦中不同的細(xì)胞類型。2021年，該聯(lián)盟在《自然》雜志上發(fā)表了一份關(guān)于小鼠、猴子和人類初級運動皮層細(xì)胞類型的全面普查報告。該計劃通過研究神經(jīng)傳遞和交流，以最精細(xì)的分辨率揭示大腦的進(jìn)化。

進(jìn)化與疾病研究

Suresh說:“在跨靈長類動物的中顳回單細(xì)胞圖譜中，大約有57萬個細(xì)胞。在大腦的這個區(qū)域定義一個共享細(xì)胞類型的目錄，為探索靈長類動物進(jìn)化過程中細(xì)胞結(jié)構(gòu)的保存和分化提供了一個框架。我們可以利用得到的信息以更有針對性的方式研究進(jìn)化和疾病。

來源：Nature Ecology & Evolution

四硼酸鉀（K2B4O7）是一種無機(jī)化合物，它由硼酸和鉀離子組成。以下是關(guān)于四硼酸鉀的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 溶解性：四硼酸鉀在水中具有較高的溶解度，可以迅速溶解，并形成可導(dǎo)電的溶液。它也能在一些有機(jī)溶劑中發(fā)生溶解。

2. 酸堿性：四硼酸鉀是一種弱酸性化合物，它在水中會釋放出一定數(shù)量的氫離子（H+）。

3. 熱穩(wěn)定性：四硼酸鉀在常溫下相對穩(wěn)定。然而，在高溫條件下，它可能發(fā)生分解和脫水反應(yīng)，生成硼酸、聚硼酸或其它硼化物。

4. 縮合反應(yīng)：四硼酸鉀可以與一些金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成配合物。例如，它可以與銀離子形成銀硼酸鹽，并顯示出白色沉淀。

5. 化學(xué)反應(yīng)：四硼酸鉀可以參與一系列的化學(xué)反應(yīng)。例如，它可以與酸發(fā)生酸堿反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽類。它還可以與一些溶液中的鈉離子發(fā)生置換反應(yīng)，并形成相應(yīng)的硼酸鹽。

這些是關(guān)于四硼酸鉀的一些常見化學(xué)性質(zhì)，但具體的反應(yīng)性質(zhì)可能會因?qū)嶒灄l件和反應(yīng)物的不同而有所差異。