小鼠Foxp2基因或能揭秘人类语言天赋之谜
德国慕尼黑亥姆霍兹老鼠试验中心的科学家最近对了解人类语言的发展的研究上取得了重大的成果,研究结果发表在最新一期的《cell》杂志上。
他们通过使用全面筛查的方法,对携带控制人类语言关键基因的小鼠进行研究。在老鼠大脑中,研究人员发现某些改变可能与言语能力的进化有关。德国莱比锡马克斯普朗克人类进化研究所参与了这项研究。
研究人员将人类的Foxp2部分基因导入到小鼠基因组中并进行分析,Foxp2基因是控制人类语言的关键基因。虽然人类和老鼠的谱系分离,但二者之间只有少数基因发生改变,而发生的改变——科学家们推测——可能与言语能力的进化密切相关。但到目前为止,还没有找到合适的证据证实这一假设。
研究人员对导入Foxp2基因的小鼠进行了全面分析,以确定该基因能对小鼠体内哪些器官产生影响。Martin Hrabé de Angelis 教授解释说,因为一个基因很少只有一种功能,这就是为什么该实验要对小鼠进行全面综合的分析如此重要。研究人员对Foxp2基因小鼠的300多个参数进行分析筛选,其中包括小鼠的视力,听力,骨密度,重要的代谢能力以及一些神经系统的功能。研究发现,携带人类Foxp2基因的小鼠没有任何生理异常。但对其行为测试表明,小鼠的探索性行为发生改变并且运动能力降低。而这两种能力都说明了该基因对小鼠大脑的某些功能产生影响。
在第二步试验中,研究人员对含有Foxp2基因的小鼠进行基因敲除。使得成对的Foxp2基因其中的一条缺失,该实验使小鼠的生理功能发生极大的变化:小鼠的听力和学习的能力消失,体内脂肪增多,肌肉减少,食量变大,并且需要消耗更多的能量,而且,他们的血液参数也发生改变。
研究人员推测,Foxp2基因对身体的各个器官系统都有重要的影响。该研究证实了大脑某些功能的改变在进化中赋予人类言语能力的重要途径的假设。因此,只有通过基础的,全面的分析,科学家才能了解到某些基因缺失对机体产生的意想不到的影响,从而确定已知基因其他功能。
感兴趣的读者可以参看英文原文。
参考文献:
Enard et al. A Humanized Version of Foxp2 Affects Cortico-Basal Ganglia Circuits in Mice. Cell, 2009; 137 (5): 961 DOI: 10.1016/j.cell.2009.03.041
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