由于倫理問題,歐洲長期禁止進行巨猿動物研究。在研究中使用動物的一個替代方法即使用器官模型,這是可以在實驗室中生成的三維細胞結(jié)構(gòu),大小只有幾毫米。
這些有機體可以用多能干細胞創(chuàng)建,然后發(fā)展成特定的細胞類型如神經(jīng)細胞。現(xiàn)在,一個研究小組能夠通過使用這種方法創(chuàng)建出黑猩猩和人類的大腦有機體。該研究的三位第一作者之一、馬克斯-普朗克分子細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的Wieland Huttner指出:“這些腦器官使我們得以研究有關(guān)ARHGAP11B的一個核心問題。”“在以前的一項研究中,我們能夠證明ARHGAP11B能夠擴大靈長類動物的大腦。然而以前并不清楚ARHGAP11B在人類新皮層的進化擴大過程中是否有主要或次要的作用,”Wieland Huttner說道。

為了澄清這一點,科學(xué)家們首先將ARGHAP11B基因插入黑猩猩的類器官腦室結(jié)構(gòu)中。那么ARGHAP11B基因會不會導(dǎo)致黑猩猩大腦的腦干細胞增殖呢?而這是新皮質(zhì)增大所需要的。
研究論文第一作者Michael Heide說道:“我們的研究表明,黑猩猩器官中的基因會導(dǎo)致相關(guān)腦干細胞的增加并增加那些在人類非凡的心理能力中起關(guān)鍵作用的神經(jīng)元。”據(jù)悉,他是德國靈長類中心腦發(fā)育和進化初級研究小組的負責(zé)人,也是MPI-CBG的雇員。當(dāng)人類大腦器官中的ARGHAP11B基因被敲除或ARHGAP11B蛋白的功能被抑制時,這些腦干細胞的數(shù)量會減少到黑猩猩的水平。“我們因此能夠表明,ARHGAP11B在人類進化過程中的新皮層發(fā)育中起著關(guān)鍵作用,”Michael Heide說道。HITBR的Julia Ladewig--這項研究的第三位第一作者--補充道:“鑒于ARHGAP11B的這一重要作用,可以進一步設(shè)想,新皮質(zhì)的某些發(fā)育不良可能是由該基因的突變造成。”