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微型的大脑可能会像我们一样皱折

费城——在显微镜载玻片上生长的扁平大脑可能揭示了大脑如何折叠的一个新问题。

以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究人员在与实验室培育的大脑(或称有机化合物)合作时发现,大脑内部的细胞收缩,而外部的细胞生长并向外推进。这种推拉作用在类器官中产生褶皱,类似于在正常大脑中发现的。奥利·赖纳于12月5日在美国细胞生物学学会和欧洲分子生物学组织的联合会议上报告了这一结果。

Reiner和她的同事将人类脑干细胞夹在玻璃显微镜载玻片和多孔膜之间。该装置使细胞能够接触到营养和氧气,同时让研究人员看到这些有机物是如何生长的。赖纳说,这些细胞形成了分层的薄片,在边缘闭合,使这些有机物类似于圆面饼。在微型大脑开始发育6天后,类有机物的外层开始形成皱纹。

这些脑组织可能有助于解释为什么患有lissencephaly(一种罕见的大脑畸形,脊和褶缺失)的人的大脑是平滑的。研究人员使用CRISPR/Cas9基因编辑系统对LIS1基因进行突变。患有lissencephaly的人通常在该基因中有突变。研究小组发现,携带突变基因的细胞不能正常收缩或移动。

Reiner和她的同事们并不是第一个提出大脑如何折叠的推拉理论的人。但巴塞罗那加泰罗尼亚生物工程研究所的生物物理学家Xavier Trepat说,研究人员能够在他们的实验系统中展示这个概念的作用,他没有参与这项研究。“他们真的能够重现我们想象的大脑应该是什么样子,”他说。“这不是大脑,但他们看到的结构与之相似。”

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