一种特定于人类的增强剂微调辐射质功能和皮质形成

科学领域:

• 进化生物学是进化的生物学.
• 神经科学是一个神经科学.
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 人类大脑皮层具有独特的扩展和复杂性,与基因调节变化有关.
• 人类加速区域 (HARs) 是具有人类特异性突变的保存序列,但它们在皮层发育中的作用尚不清楚.
• 在大脑发育过程中,HARE5是一种调节Frizzled8 (FZD8) 的HAR增强剂.

研究的目的:

• 研究人类HARE5在皮层发育和连接中的功能作用.
• 了解HARE5中人类特异性变异如何影响神经原始细胞行为.
• 为了比较人类和黑猩猩的活动和功能HARE5.5.

主要方法:

• 利用基因组编辑的小鼠和灵长类动物模型.
• 采用实时成像,血统分析和神经前代细胞 (NPC) 的单细胞RNA测序.
• 使用基因组编辑的人类和黑猩猩NPC和皮质器官来评估增强剂活性.

主要成果:

• 人类HARE5 (Hs-HARE5) 敲进小鼠表现出扩大的新皮质,神经元数量增加,皮质连接性改变.
• Hs-HARE5增强神经前体细胞的自我更新和神经性潜力.
• 在HARE5中,有四种人类特异性变异增加了增强剂活性,促进了原始细胞的增殖.

结论:

• 人类加速区域,特别是HARE5,是推动人类特异性皮质扩张和复杂性的关键调节元素.
• 调节性DNA的小变化可以通过信号通路显著影响大脑发育.
• HARE5通过控制神经前体细胞的增殖和神经发生来微调皮质发育.