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Neuron:新发现!“癌症”样代谢或会增加人类大脑的尺寸!

来源:本站原创 2020-01-10 23:33

2020年1月10日 讯 /生物谷BIOON/ --在进化过程中,人类大脑的体积大大增加了,仅在人类机体中发现的特定基因就能诱发大脑干细胞形成大规模的干细胞池(pool of stem cells),因此,大量的神经元就会产生,其或许为大脑尺寸增加奠定了基础;如今研究人员鉴别出了名为ARHGAP11B的人类大脑尺寸基因,但并不清楚该基因的工作机制。

图片来源:Namba et al./MPI-CBG

近日,一项刊登在国际杂志Neuron上的研究报告中,来自马克斯普朗克研究所的科学家们就通过研究揭示了该基因的作用机制,研究者发现,ARHGAP11B蛋白位于细胞线粒体中,其能在大脑干细胞中诱导代谢通络的产生,而这正是癌细胞的特征。

研究者Wieland Huttner表示,目前我们正在调查哺乳动物进化这么多年的过程中大脑尺寸扩张背后的分子机制,2015年,研究人员通过研究揭示了人类、尼安德特人与丹尼索瓦人中存在的特殊基因的关键角色,研究者将这一基因命名为“ARHGAP11B”,其会促进基底大脑干细胞数量增加,并最终增加神经元的产生,从而形成一个更大、更折叠的大脑,然而当时研究者并不清楚基底大脑干细胞中的基因到底是如何发挥作用的。

这项研究中,研究人员发现,ARHGAP11B蛋白位于线粒体中,其能与线粒体膜上调节膜孔的蛋白发生相互作用,这种相互作用的结果就是,线粒体膜上的气孔会关闭,从而预防钙质从线粒体中漏出,线粒体中高浓度的钙离子会促进其通过一种名为谷氨酰胺分解(glutaminolysis)的代谢通路产生能量,以这种方式,ARHGAP11B就能诱发基底大脑干细胞形成大规模的干细胞池。

最后,研究者Wieland Huttner表示,谷氨酰胺分解水平的增加或许就是高度增殖细胞的标志,尤其是肿瘤细胞;因此,在大脑发育过程中,ARHGAP11B或许会通过诱导基底大脑干细胞中癌症样的代谢来促进大脑出现进化性的扩张。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Takashi Namba, Judit Dóczi, Anneline Pinson, et al. Human-Specific ARHGAP11B Acts in Mitochondria to Expand Neocortical Progenitors by Glutaminolysis, Neuron (2019). DOI:10.1016/j.neuron.2019.11.027

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