把人腦基因植入猴腦會(huì)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(dòng)物所供圖

把人腦基因植入猴腦，會(huì)得出什么結(jié)果?來自中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，植入了人類大腦智力關(guān)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(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在3月27日的《國家科學(xué)評(píng)論》上，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，“對(duì)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(jià)值。”

這是科學(xué)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(duì)人類智力起源的貢獻(xiàn)。研究工作是由中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所研究員宿兵的團(tuán)隊(duì)與昆明理工大學(xué)、昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院、美國北卡羅來納大學(xué)等單位合作完成的。

當(dāng)人類的其他靈長類“近親”還在樹上活動(dòng)時(shí)，人類卻開始直立行走、使用工具、創(chuàng)造文明。究其原因，科學(xué)家們認(rèn)為，一個(gè)重大節(jié)點(diǎn)是，人類在進(jìn)化過程中發(fā)生了一種獨(dú)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(luò)的可塑性提供了更長的時(shí)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(rèn)知能力高度發(fā)達(dá)。”多年從事遺傳學(xué)研究的宿兵說，“但是，對(duì)于人類在進(jìn)化過程中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)顯著變化的遺傳機(jī)制，人們一直不清楚。”

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

早在2004年，宿兵的團(tuán)隊(duì)就對(duì)最早被鑒定出來的小頭癥基因MCPH1的分子進(jìn)化進(jìn)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(gè)位點(diǎn)的特有變異。2013年，他們通過細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了這些人類特異的序列變異會(huì)改變MCPH1對(duì)下游基因的調(diào)控模式，以及物種特異突變對(duì)這種調(diào)控作用的影響。研究者認(rèn)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(xiàng)大膽的實(shí)驗(yàn)，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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因猴有明顯的神經(jīng)細(xì)胞與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成熟延遲的現(xiàn)象。更重要的是，與野生型對(duì)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(duì)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(tuán)隊(duì)相信，他們的這一研究 “有助于認(rèn)識(shí)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(xué)的遺傳學(xué)家詹姆斯·西卡拉認(rèn)為，“人類基因永遠(yuǎn)都不應(yīng)該被移植到猿類身上”。

他擔(dān)心，這種研究不僅涉及“倫理道德和動(dòng)物權(quán)利”，而且“試驗(yàn)的成功可能會(huì)導(dǎo)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(rèn)為，使猿類“人化”會(huì)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(duì)此，宿兵表示，他“同意不應(yīng)該改變?cè)愁惖拇竽X，因?yàn)樗鼈兣c人類如此接近”。但他強(qiáng)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(jì)的差異”，通過植入少量人類基因，猴子不可能就會(huì)因此變成“猴子以外”的生物。