大腦差異或由PTBP1蛋白質決定

我們為什麼比青蛙聰明？

大腦差異或由PTBP1蛋白質決定

科技日報北京8月21日電（記者房琳琳）一種名為PTBP1蛋白質中的一個分子事件，能刺激生成大腦神經元，這可能是幫助哺乳動物的大腦演化成脊椎動物中最大最複雜大腦的關鍵所在。

大腦的大小和複雜程度在脊椎動物之間差距很大，比如人類和青蛙都分別經歷了漫長的進化歷程，卻擁有非常不同的大腦。不同脊椎動物物種之間基因數量相似，為何器官大小和複雜程度相差巨大？

加拿大多倫多大學本傑明·博蘭考和班伯利·察爾領導的團隊最近研究發現，在一種被稱為選擇性剪接（AS）的關鍵過程中，基因片段能組成不同形狀的蛋白質。就像樂高積木那樣，有些片段可能從最終的蛋白形狀中丟失。

通常來說，AS允許細胞從一種基因形成多於一種的蛋白質，因此整體蛋白質的數量超過基因數量。細胞的能力之一是調節蛋白的多樣性，所以儘管控制脊椎動物身體的基因很相似，但形成的蛋白質形態卻可能相去甚遠。這種AS過程在大腦中體現得尤為普遍。博蘭考實驗室的研究生瑟志·果洛索夫說：「我們想看看AS是否能導致不同脊椎動物物種大腦形態之間的差異。」

此前，果洛索夫的研究發現，PTBP1在哺乳動物中的形式與在脊椎動物中出現的常規形式不同，被稱為PTBP1「第二形式」的蛋白質更短，一個小片段在AS過程中被省略掉了。

「第二形式」能否提供大腦進化的線索？此次研究證明，在哺乳動物細胞中，PTBP1的「第二形式」釋放了一連串的AS事件，使細胞生長為神經元。

博蘭考說：「這項研究的一個有趣的暗示是，PTBP1兩種形式之間的特殊開關有可能影響到胚胎時期神經元形成的方式，由此產生了不同的複雜形態和大腦尺寸。」他指出，隨著科學家繼續篩選在細胞內發生的分子事件，尋找人類身體和意識何以如此的線索會越來越多。

相關論文發表在最近一期《科學》雜誌上。