人類和海兔大腦擁有阿爾茨海默症和帕金森症的共同基因

許多一度被認為人類獨有的基因已在生命之樹中存在超過五億年

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人類和海兔的祖先在超過五億年前就已分道揚鑣,但科學家們現在出乎意料地發現,兩者的大腦中存在非常相似的基因。這些發現可能有助於闡明動物王國中大腦的進化以及人類疾病(如阿爾茨海默病)的機制。

海兔加州海兔是一種紅色、綠色或棕色的雌雄同體生物,可以長到16英寸長,它擁有動物王國中最大的腦細胞或神經元,長度可達一毫米。這些海蝸牛也只有大約20,000個神經元,而人類則有1000億個。

海兔腦細胞數量少且體積大,這使得這些動物成為大腦研究的理想物件。事實上,哥倫比亞大學的神經科學家埃裡克·坎德爾因對海蝸牛的研究闡明瞭記憶如何形成而分享了2000年諾貝爾生理學或醫學獎。儘管取得了這項開創性的工作,但關於決定神經元功能的基因,仍有許多有待發現。


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坎德爾說:“即使神經元可能執行非常不同的功能,但我們甚至對區分神經元彼此的基因知之甚少。”

坎德爾和佛羅里達大學的列昂尼德·莫羅茲與其他研究人員合作,系統地鑑定了在海兔大腦中表達的基因。他們發現,在任何給定的時間,超過10,000個基因可能在海兔腦細胞內活躍。

坎德爾說:“令人驚訝的是,即使人類和海兔在進化上相隔超過5.3億年,海兔與人類的相似性,甚至超過了人類與果蠅和蠕蟲的相似性。”

例如,當研究人員分析了與168種神經系統疾病(包括阿爾茨海默病和帕金森病)相關的146個人類基因時,他們在海兔中發現了104個對應基因。“海兔和人類中許多基因參與類似的神經活動這一事實,暗示了進一步研究神經系統疾病(如阿爾茨海默病)的令人興奮的可能性,”佛羅里達大學麥克奈特腦研究所執行主任神經科學家丹尼斯·施泰德勒說。

德克薩斯大學休斯頓醫學院的神經科學家埃德加·沃爾特斯說:“科學家們曾認為,許多在人類中存在而在蠕蟲和果蠅中不存在的基因,是在我們譜系中最近進化出來的,‘但現在在海兔中發現了一些這樣的基因,這意味著它們實際上非常原始。’”這些新發現表明,現代動物擁有一個共同的祖先,其基因組出人意料地複雜,其後代隨後保留或丟失了各種基因。

坎德爾、莫羅茲及其同事在12月29日的《細胞》雜誌上報告了他們的發現。

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