换上人类基因，小鼠“能言巧辩”

本报讯 一项2月18日宣布于《天然-通信》的研讨发明，携带人类卵白的小鼠收回的啼声比野生小鼠更庞杂。该研讨为找到影响人类言语才能演变的基因供给了更多线索。人类何时以及怎样取得语言所需的年夜脑回路始终是个谜。24年前，FOXP2基因的发明供给了一条线索——该基因的两种罕见变体的缺掉会招致人类言语缺点，这种缺掉也对小鼠的发声发生了影响。然而，当研讨职员对尼安德特人跟丹尼索瓦人的基因组停止测序后，发明他们也携带了与古代人雷同的FOXP2变体。这些昔人类被以为缺少跟古代人一样进步的言语才能。这使得该基因是人类言语演变要害一环的说法受到了质疑。2012年，当再次对丹尼索瓦人基因组停止测序后，研讨职员发明了多少个古代人特有的基因变体，此中8个与年夜脑功效有关。而一个NOVA1基因变体惹起了美国洛克菲勒年夜学分子神经肿瘤学试验室担任人、神经学家Robert Darnell的留神。Darnell自20世纪90年月初就开端研讨这种基因，并晓得它在神经元中发生了一种RNA联合卵白，这种卵白在年夜脑发育跟对言语才能极为主要的神经肌肉把持中施展了感化。别的，他还发明，该卵白的人类版本——I197V，与其余哺乳植物跟鸟类的版本仅有一个氨基酸的差别。厥后，Darnell等人在小鼠体内追踪了该卵白，发明它在小鼠的年夜脑中很活泼，尤其是中脑，后者可能调理与声带活动把持相干的通路。在这项研讨中，迷信家测试了NOVA1基因的人类变体能否会转变小鼠发声。经由过程应用CRISPR基因编纂技巧将小鼠神经元中的基因调换为人类变体，Darnell与洛克菲勒年夜学言语神经遗传学试验室担任人、神经迷信家Erich Jarvis配合，培养出携带人源化卵白的小鼠。从暗中的鼠笼里，研讨职员取得了冲破。Jarvis领导的博士后Yoko Tajima跟César Vargas为一对安顿在笼中携带人源化卵白的小鼠“做媒”。雄鼠经由过程“花言巧语”—— 一系列人类无奈闻声的高频啼声对雌鼠开展了寻求。当察看到声谱图上崎岖的声波时，迷信家惊奇地发明，这种高频啼声的庞杂水平与众不同。于是他们破行将灌音提交给Jarvis。经由剖析后发明，携带人源化卵白的雄鼠啼声中的声调跟音高变更更丰盛，远比野生小鼠召唤雌鼠的啼声庞杂。在其余试验中，与母鼠分别的携带人源化卵白的幼鼠收回的求救旌旗灯号也表示出更高频、更丰盛的声学特点。“仅一种氨基酸的调换就能够转变小鼠的高阶行动。”Tajima说。别的，研讨职员还发明，人类版本的NOVA1卵白会剪切并转变与发声跟语言阻碍相干的基因构造。该变体在古代人中多少乎广泛存在。研讨团队在65万份基因组数据库样本中仅发明6个变体缺掉的样本，标明它可能在古代人谱系与昔人类分别后的30万年里阅历了强抉择压力。Darnell近来讲演的首例临床病例进一步佐证了其主要性：一名仅携带该变体单拷贝的儿童确诊患有自闭症，并伴有重大的活动跟言语发育阻碍。对此，其余迷信家指出，NOVA1可能不是独一塑造人类言语才能的基因，或者同时另有很多其余基由于人类发声、塑造言语才能奠基基本。（徐锐）相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56579-2