科學家將人類語言基因放入小鼠體內并改變了它們的聲音

人類“語言基因”的新競爭者可以改變老鼠在被納入 DNA 時發出吱吱聲的方式。

該基因稱為新星1，在我們自己的物種中，它是非常獨特的。雖然幾乎所有其他哺乳動物都具有相同的新星1變體，在人類版本中可以看到氨基酸的單一變化。

這個微妙的調整可能在口語的起源以及智人，根據研究人員的說法洛克菲勒大學和紐約冷泉港實驗室。

甚至沒有尼安德特人和丹尼索瓦人具有相同的變體，這意味著它一定是在我們的物種從這些已滅絕的親戚中分裂出來之后的過去幾十萬年里進化而來的。

其他提出的“語言基因”，如FOXP2 系列，它們還會使老鼠的吱吱聲不同位于尼安德特人的 DNA.因此，即使他們可能也為人類語言的起源做出了貢獻，但他們可能不是我們最近的進化成功的原因。

目前尚不清楚我們已滅絕的親戚的語言能力曾經是什么，但最近的這一變化已被證明在人類基因組中非常成功。

在超過 650,000 個人類 DNA 序列中，研究人員只發現了 6 個沒有現代新星1變體。關于這些人一無所知。

當談到復雜人類語言的起源時，新星1是“街區的新人”，遺傳學家沃爾夫岡·恩納德 （Wolfgang Enard） 參與了FOXP2 系列基因告訴卡爾·季默 （Carl Zimmer） 在紐約時報.

“這個基因是早期現代人類全面進化變化的一部分，暗示了口語的潛在古老起源，”說洛克菲勒大學的神經腫瘤學家羅伯特·達內爾 （Robert Darnell） 自 1990 年代初以來一直在研究該基因及其與疾病和智力功能的聯系。

"新星1可能是一個真正的人類'語言基因'，盡管它肯定只是許多人類特異性基因變化中的一種。

當 Darnell 和他的團隊人工生成新星1在小鼠中，他們發現嚙齒動物的吱吱聲不同。成年幼崽仍然發出相同數量的聲音，但它們的發聲模式發生了變化。

與典型小鼠相比，轉基因幼崽會發出更高頻率的超聲波吱吱聲。它們的叫聲并沒有像控制幼犬的叫聲那樣引起母親的注意，但這些聲音可能表明社交互動的嘗試有所增加，盡管失敗了。

出于類似的原因，成年雄性小鼠在求偶期間也使用更頻繁的呼叫。當成年雄性小鼠與人類發生基因改變時新星1變體，它們在求偶過程中的吱吱聲并沒有像幼崽那樣變得尖銳。相反，他們的發聲包括更復雜的音節。

“它們與雌性老鼠的'交談'方式不同，”解釋達內爾。“可以想象這種發聲的變化會如何對進化產生深遠的影響。”

為什么老鼠的聲音與人類的聲音不同新星1變體是 Darnell 和他的同事們熱衷于解開的一個謎團。該團隊懷疑人類變體正在導致發育中的嚙齒動物大腦的某些部分發生分子轉移——無論是中腦和腦干的發聲通路，還是最近進化的皮層區域，它們控制音調和頻率。

這新星1基因被稱為 '主基因調節因子“，因為它在發育過程中影響了 90% 以上的其他人類基因。

新星1編碼一種名為新星-1可以切割和重排信使 RNA 的部分當它與神經元結合時.這改變了腦細胞合成蛋白質的方式，可能會產生分子多樣性在中樞神經系統中。

當 Darnell 和他的團隊用新星1變體中，他們發現了腦細胞中觀察到的 RNA 剪接的分子變化，尤其是在與發聲行為相關的區域。

“我們想，哇.我們沒想到，“達內爾說.“這是科學界真正令人驚訝的時刻之一。”

對于 Darnell 來說，理解新星1是一項長達職業生涯的努力。

新星1被認為有幫助規范學習在人類中，以及該基因的突變可導致嚴重的精神疾病和運動發育異常。

它在言語發展中的作用是剛剛開始出現，雖然很多仍然是假設的，但可能性是深遠的。

“我們的數據顯示，非洲現代人類的祖先群體進化出人類變體 I197V，然后成為主導，可能是因為它賦予了與聲音交流相關的優勢，”表明達內爾。

“然后，這些人口離開了非洲，傳播到世界各地。”

毫無疑問，他在路上聊了一會兒。

該研究發表在自然通訊.

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