把人腦基因植入猴腦會得出什么結(jié)果？轉(zhuǎn)基因猴可能提高智商

轉(zhuǎn)基因猴　中科院昆明動物所供圖

把人腦基因植入猴腦，會得出什么結(jié)果?來自中國科學院昆明動物研究所的一項研究發(fā)現(xiàn)，植入了人類大腦智力關鍵基因的恒河猴，顯示出工作記憶能力明顯提高的特征。

這項研究結(jié)果發(fā)表在3月27日的《國家科學評論》上，研究團隊認為，“對研究人類起源以及人類特有的腦疾病如老年癡呆等具有重要價值。”

這是科學界首次利用非人靈長類轉(zhuǎn)基因模型，研究人類特異的遺傳變異對人類智力起源的貢獻。研究工作是由中國科學院昆明動物研究所研究員宿兵的團隊與昆明理工大學、昆明醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院、美國北卡羅來納大學等單位合作完成的。

當人類的其他靈長類“近親”還在樹上活動時，人類卻開始直立行走、使用工具、創(chuàng)造文明。究其原因，科學家們認為，一個重大節(jié)點是，人類在進化過程中發(fā)生了一種獨特現(xiàn)象：幼態(tài)持續(xù)——通過身體發(fā)展的延遲，來保留住祖先的幼年特征。與“近親”相比，人類發(fā)育過程延緩，為大腦發(fā)育和神經(jīng)網(wǎng)絡的可塑性提供了更長的時間窗口。

“人類區(qū)別于其他非人靈長類最顯著的特征，就是大腦容量顯著增加和認知能力高度發(fā)達。”多年從事遺傳學研究的宿兵說，“但是，對于人類在進化過程中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)顯著變化的遺傳機制，人們一直不清楚。”

在宿兵看來，研究這一問題的一個有效手段，就是找出那些由于突變會導致人類大腦發(fā)育異常的基因。最典型的例子就是對人類原發(fā)性小頭癥發(fā)病機制的遺傳學解析。

早在2004年，宿兵的團隊就對最早被鑒定出來的小頭癥基因MCPH1的分子進化進行了研究，并首次發(fā)現(xiàn)這種基因的蛋白序列在人類起源中發(fā)生了多個位點的特有變異。2013年，他們通過細胞功能實驗，進一步證實了這些人類特異的序列變異會改變MCPH1對下游基因的調(diào)控模式，以及物種特異突變對這種調(diào)控作用的影響。研究者認為，MCPH1基因可能在人類大腦的發(fā)育中有特殊的功能。

此后，他們開始了一項大膽的實驗，將人類基因MCPH1植入11只恒河猴腦中——目前有5只猴子存活。

通過核磁共振腦影像分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因猴有明顯的神經(jīng)細胞與神經(jīng)網(wǎng)絡成熟延遲的現(xiàn)象。更重要的是，與野生型對照猴相比，轉(zhuǎn)基因猴的工作記憶能力明顯提高。

“這說明大腦發(fā)育的延緩對轉(zhuǎn)基因猴的智力提升可能是有益的，類似于人類大腦發(fā)育的幼態(tài)持續(xù)現(xiàn)象。”宿兵說。

研究團隊相信，他們的這一研究 “有助于認識大腦發(fā)育疾病如自閉癥的病因，為潛在的治療方案提供有效線索”。不過，他們的論文也引起了爭議。

美國科羅拉多大學的遺傳學家詹姆斯·西卡拉認為，“人類基因永遠都不應該被移植到猿類身上”。

他擔心，這種研究不僅涉及“倫理道德和動物權(quán)利”，而且“試驗的成功可能會導致更加極端的基因編輯改造”。他和他的同事在2010年寫過一篇論文探討這一問題。他們認為，使猿類“人化”會帶來傷害。

詹姆斯·西卡拉指出，這些猴子只有5只存活，“它們大腦大小和記憶力是否真正與正常猴子不同，還很難得出確切結(jié)論”。

對此，宿兵表示，他“同意不應該改變猿類的大腦，因為它們與人類如此接近”。但他強調(diào)，“盡管它們的基因組與人類的基因組很接近，但仍有數(shù)以千萬計的差異”，通過植入少量人類基因，猴子不可能就會因此變成“猴子以外”的生物。