Nature重要論文：大型基因表達圖譜

來自艾倫腦科學研究所的科學家們在最新出版的《自然》（Nature）雜志上報告稱證實人類大腦具有一致的遺傳藍圖，且擁有巨大的生物化學復雜性。這些研究結果來自于對“艾倫人腦圖譜庫”(Allen Human Brain Atlas)公開提供的大量數據集的首次深入大規模分析。

這項研究的結果是基于對“艾倫人腦圖譜庫”的廣泛分析，尤其對整個人類大腦起作用的基因進行了詳細的全基因、全結構調查。這一數據集采用微點陣技術繪制了每個腦半球400-500個不同的腦區域，包含了迄今為止覆蓋三個個體人腦超過100萬個基因表達測量。在其他的研究結果中，這些數據表明84%的所有基因以一個個大腦基本相似的模式表達于人類大腦的某處。

論文的共同主要作者、艾倫腦科學研究所的副研究員Ed Lein 博士說：“這項研究證實了對整個大腦的基因表達進行全面分析的價值，對于了解大腦功能、發育、進化和疾病具有意義。這些結果只觸及了可從這些巨大數據集中獲取事物的表面。我們期待看到別人將獲得什么樣的發現。”

主要調查結果

這項研究的結果表明，盡管整個人群中可看到無數不同的個性和認知才能，我們的大腦彼此之間相似多于差異。個體人類大腦擁有相同的基本分子藍圖，更深入地分析這些共同的結構揭示了幾個進一步的研究發現：

? 大腦皮層的周邊區域相比更遠的大腦區域相互更相似，這對于了解生命及整個進化過程中的人類大腦發育具有意義。

? 左右腦半球在分子結構上顯示無顯著差異。這表明諸如語言等通常是由一側大腦處理的功能有可能由于腦半球間更微細的差異或在大小或回路上的結構變異所致，并非更深的分子基礎。

? 盡管控制了從視覺感知、計劃到解決問題等各種各樣的功能，皮層相對于其他的大腦區域是高度同質的。這表明整個皮層利用的是相同的功能元件，且詳細了解一個區域的運作機制也將揭示出應用于其他區域的原理。

? 除了這樣的全面調查結果，這項研究還提供了關于分子水平上大腦詳細內部運作的新見解――疾病發生和治療藥物起效均在該水平上。

? 84%的所有基因在人類大腦某處表達或開啟

? 許多從前未確定特征的基因在特異的大腦區域被開啟，并與已知的功能基因群定位在一起，表明它們在特殊的大腦功能中起作用。

? 突觸相關基因――這些與大腦中細胞間通訊機器相關的基因――在整個大腦以復雜的組合部署，揭示了各種各樣的突觸類型和獨特的區域差異有可能是大腦區域間功能性差別的基礎。

文章的共同作者、愛丁堡大學分子神經科學教授Seth Grant說：“我們在人類大腦中看到的巨大的多樣性是相當驚人的。突觸基因突變與許多大腦相關的疾病相關聯，因此了解突觸多樣性和大腦中的組構是了解這些疾病，并開發出特異有效療法的一個關鍵步驟。”

 

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