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标题: [转帖] 【科技】Science: 基因突变——人类进化的起源 [打印本页]

作者: druid169 时间: 2021-2-21 09:21 标题: 【科技】Science: 基因突变——人类进化的起源

2021年2月12日讯/生物谷BIOON/---作为加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院的儿科以及细胞和分子医学教授，Alysson R. Muotri博士长期研究着大脑的发育以及神经系统疾病的问题。一直以来，他还对人脑的进化感到好奇：究竟发生了什么变化，使我们与之前已经灭绝的，我们最亲密的亲戚尼安德特人和丹尼索瓦人如此不同？

进化研究严重依赖遗传学和化石分析这两种工具，以探索物种如何随时间变化。 Muotri说，但是这两种方法都不能充分揭示大脑的发育和功能，因为大脑没有化石，因此没有要研究的身体记录。

因此，Muotri决定尝试干细胞，这是一种通常不用于进化重建的工具。干细胞是其他细胞类型的自我更新的前体，可用于在实验室培养皿中构建大脑类器官-“微型大脑”。 Muotri及其同事率先使用干细胞将人类与其他灵长类动物进行比较，但直到现在，仍无法与灭绝物种进行比较。

在2021年2月11日发表在《Science》杂志上的一项研究中，Muotri的团队列出了不同的现代人类群体与大约260万到11,700年前的更新世时期的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组之间的差异。研究人员模仿了他们在一个基因中发现的改变，利用干细胞改造了“尼安德特人化”的大脑类器官。

这项研究的资深作者，加州大学圣地亚哥分校干细胞计划的负责人，加州大学圣福德分校的桑福德财团的成员Muotri说：“令人惊奇的是，人类DNA中的单个碱基对改变可以改变大脑的连接方式。我们不知道进化史上是如何以及何时发生的。但这似乎很重要，并且可以帮助解释我们在社会行为，语言，适应，创造力和技术使用方面的一些现代能力。”

该团队最初发现了61种在现代人类和我们已灭绝的“亲戚”之间存在差异的基因。这些改变的基因之一NOVA1引起了Muotri的注意，因为它是主要的基因调节剂，在大脑早期发育过程中会影响许多其他基因。研究人员使用CRISPR基因编辑技术来工程改造具有NOVA1中尼安德特人样突变的现代人类干细胞。然后，他们诱使干细胞形成脑细胞，最终形成尼安德特人化的脑器官。

脑类器官是由干细胞形成的脑细胞的聚集物，但它们并非完全是大脑（例如，它们与其他器官系统（如血管）缺乏联系）。然而类器官是用于研究遗传学，疾病发展以及对感染和治疗药物的反应的有用模型。 Muotri的团队甚至优化了大脑类器官的构建过程，以实现类似于人脑产生的有组织的电振荡波。

尼安德特人化的脑类器官看起来与现代人脑类器官非常不同。它们的形状截然不同。研究小组深入研究，发现现代的和尼安德特人化的脑类器官在细胞增殖方式以及突触（神经元之间的连接）形成方式上也有所不同。甚至涉及突触的蛋白质也不同。而且，电脉冲在早期阶段显示出较高的活动性，但是在尼安德特人化的脑类器官中的网络中却没有同步。

根据Muotri的说法，尼安德特人化的大脑类器官的神经网络变化与新生儿非人类灵长类动物比人类新生儿更快地获得新能力的方式相似。

Muotri表示：“这项研究仅关注现代人与我们已灭绝的亲戚之间存在差异的一个基因。接下来，我们想看看其他60个基因，以及每个或两个或两个以上的组合发生改变时会发生什么。我们期待着干细胞生物学，神经科学和古基因组学的这种新组合。能够利用携带祖传基因变异的大脑类器官将现代人类的比较方法应用于其他绝种的人类，如尼安德特人和丹尼索瓦人。”（生物谷 Bioon.com）

资讯出处：How a single gene alteration may have separated modern humans from predecessors

原始出处：C.A. Trujillo el al., "Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment," Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aax2537

Science：新研究表明COVID-19很可能最终变成一种症状轻微的流行病

2021年1月16日讯/生物谷BIOON/---坏消息？COVID-19可能会持续很长一段时间。好消息？一项新的研究表明它很可能最终只是另一种轻微的疾病，这会带来不便和不适，但是但很少有人住院或死亡。相关研究结果于2021年1月12日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Immunological characteristics govern the transition of COVID-19 to endemicity”。

为什么会这样？这个理论植根于其他四种冠状病毒之前的流行病学模式。它们都已经流通了很长时间。事实上，它们变成流行病（endemic），这意味着大多数人都会受到感染，并在儿童时期产生免疫力，保护成人免受严重疾病（虽然有可能遭受再次感染）。

根据这一轨迹，一组研究人员构建模型，模拟了如果大多数人在童年时期类似地暴露在新型冠状病毒SARS-CoV-2下，未来可能会发生什么。

论文通讯作者、美国埃默里大学生物系博士后研究员Jennie Lavine说，“在绝大多数情况下，流行性人类冠状病毒（HCoV）引起的只是普通感冒，这意味着上呼吸道感染。”她补充说，大约15％的成人所患的普通感冒被认为是归因于HCoV。
Lavine指出，“它们有时会导致下呼吸道感染，特别是在非常年轻的儿童和老年人中。只有在极少数情况下，在特别脆弱的人群中，它们才会引发更严重的疾病。”她说，“看来COVID-19很可能最终会以这种方式上演。”但具体什么时候会发生，谁也不知道，她提醒说，预测时间从1年到10年不等。而且还有可能根本不会这样展开。

Lavine列举了一些可能影响未来发展的因素。一个因素是SARS-CoV-2在近期内传播的速度。另一个因素是公众在未来几个月内接种疫苗的速度。最终需要多少次感染和/或接种疫苗才能引发强大而持久的免疫力也有待观察。

另一个问题是，自然感染和/或疫苗接种能够在多大程度上完全阻断病毒传播，这两者能在多长时间内阻断感染后可能发展的严重疾病。

SARS-CoV-2将确实会变得流行的和温和的概念是建立于一个基本假设，即在大多数受感染的儿童和青少年中，这种疾病继续表现得相对温和，甚至无症状。

Lavine提醒说，尽管如此，“如果儿童的感染变得比现在更严重”，这将是一个不好的迹象。“我们没有理由怀疑会发生这种情况，但如果这真地发生了，长期的前景就会更加黯淡。”

另一个担忧？SARS-CoV-2可能会以破坏广泛免疫力产生的方式变异。Lavine说，“然而，只要病毒进化发生得足够缓慢，人们即便暴露于新的病毒变种，而他们仍然有一些来自疫苗接种和/或暴露于以前的变种而出现的阻断疾病的免疫力，我们预计这种疾病将保持温和。”

但有一点是明确的，她说，“我们可以影响疾病流行的途径。”如何影响？一种方法是在疫苗接种普及之前，尽可能地降低传播率，“以减少死亡，防止医院系统不堪重负”。

她说，另一种方法是接种疫苗，“特别是当你处于较高的严重疾病风险时。虽然即使在接种疫苗后，每个人都有可能在某些时候感染这种病毒，但疫苗很可能会减轻你的症状”。

后一点得到了美国密歇根大学传染病教授Sandro Cinti博士的赞同。他说，“这是一项建模研究。而且它是有意义的。但时间线是5到10年后。是的，随着时间的推移，这种疾病临床表现的变化可能会在没有我们现在部署的任何疫苗分发的情况下发生。但是，与此同时，你可能会有数百万人死亡。这是没有必要发生的。”

Cinti强调道，“因此，人们不应该认为他们不需要接种疫苗。目前疫苗非常重要。这是一篇学术论文，也是一项学术实践。说这不会永远发生是对未来的一点希望。但这不是一种策略。疫苗接种是一种策略。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：

1.Jennie S. Lavine et al. Immunological characteristics govern the transition of COVID-19 to endemicity. Science, 2021, doi:10.1126/science.abe6522.

2.What will COVID-19 look like years from now?
https://medicalxpress.com/news/2021-01-covid-years.html

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