ヒト遺伝子拡大マーモセット大脳皮質

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Anonim
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ヒトARHGAP11B遺伝子を持つ野生型マーモセット脳

ヒト遺伝子ARHGAP11Bのコモンマーモセットでは、大脳皮質は野生のサルよりも長く、厚く成長しています。さらに、トランスジェニック動物の脳は、皮質の上層と放射状グリアにより多くのニューロンを持っていました。科学誌に掲載されたこの研究は、他の霊長類と比較して、ヒトの皮質の異常増殖におけるARHGAP11Bの役割を確認しています。

大脳皮質の異常増殖により、人間は独自の認知能力を発達させることができました。次に、皮質のサイズの増加は、新皮質のニューロンを生じさせる幹細胞におけるヒト特異的遺伝子ARHGAP11Bの発現に関連しています。人間の皮質のサイズにおけるARHGAP11Bの役割の間接的な証拠は、進化的に離れた哺乳類(マウスとフェレット)で得られました。これらの動物の胚で遺伝子が誘発されると、それらの動物の脳の末端部分は不釣り合いに大きくなりました。しかし、霊長類の脳の発達に対するARHGAP11Bの効果はまだ研究されていません。

Max Planck Institute for Molecular Cell Biology andGeneticsのWielandHuttnerが率いるドイツと日本の科学者は、コモンマーモセット(Callithrix jacchus)の受精卵母細胞にヒトARHGAP11Bとそのプロモーターを含むウイルスベクターを導入しました。次に、胚を雌に移植し、妊娠101日(ヒトの胎児の発育の約16週間に相当)に帝王切開を行い、胚の脳のサイズとその中のARHGAP11Bの発現を評価しました。

7つの胚のうち5つがARHGAP11Bを発現しました。これらの動物の脳は大きく、新皮質は通常よりも厚く長く、ひだが現れました(通常、マーモセットの脳は滑らかです)。科学者たちはさまざまな種類のニューロンを染色し、主に皮質の上層の細胞が成長していることを発見しました(それらの40〜50パーセント多くありました)。脳の外側脳室下帯(胚性神経細胞が移動する領域)の厚さは特に増加しました-その中のニューロンの前駆細胞の数は野生型マーモセットの3倍でした。外側脳室下帯の幹細胞の少なくとも半分は、哺乳類の新皮質の発達に重要な役割を果たす基底放射状グリアのマーカーを発現していました。

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ARHGAP11B遺伝子を持つ野生型マーモセット胚の脳切片

研究の著者は、ARHGAP11B遺伝子が実際に人類の進化の間に皮質の異常増殖を引き起こし、認知能力の急激な発達を可能にする可能性があると結論付けています。

以前、同様の作業について話しました。次に、ARHGAP11B遺伝子をマウスに注入しました。その結果、動物では、放射状グリア細胞がより頻繁に分裂し始め、皮質の体積が増加し、基本的な畳み込みが現れました。

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