我們的大腦極其復雜，執(zhí)行無數(shù)復雜的過程，使我們能夠思考、移動和感受。這是可能的，因為大腦中不同細胞類型的巨大多樣性，每一種都具有非常特殊的功能。馬克斯普朗克神經(jīng)生物學研究所的研究人員與一個國際團隊一起研究了這種多樣性是如何產(chǎn)生的。他們建立了一種方法來分析小鼠大腦中細胞類型的發(fā)育關系。他們的結果表明，細胞類型的相似性并不能衡量關系的程度：相似細胞類型的細胞通常是不相關的。相反，非常不同類型的細胞可以共享相同的起源。
我們的身體由數(shù)百種細胞類型組成，每種細胞類型都具有非常特殊的功能。這些細胞的特性可能有很大差異——例如，通過比較血細胞和皮膚細胞可以清楚地看出這一點。然而，每個細胞都攜帶相同的遺傳信息。多樣性是可能的，因為細胞不使用所有這些信息。每種細胞類型只激活它實際需要的基因。然后將該子集翻譯成 RNA 和蛋白質，從而產(chǎn)生非常特殊的細胞類型。
大多數(shù)細胞的命運是在發(fā)育過程中決定的。非特化細胞成熟為特定細胞類型的過程稱為分化。沒有分化，受精卵細胞就不能產(chǎn)生具有不同組織類型的生物體。最初，卵細胞能夠形成任何細胞類型。在其后代細胞中，這種能力逐漸減弱，因此在胚胎發(fā)育末期，細胞通常只能分化為一種特定的細胞類型。
大腦的多樣性
在大腦中發(fā)現(xiàn)了種類特別多的細胞類型，其中大部分是神經(jīng)膠質細胞和神經(jīng)元。這些可以進一步分為各種專門的細胞類型：僅抑制性神經(jīng)元就有 100 多種不同類型。它們起源于在發(fā)育初期分裂數(shù)次的神經(jīng)祖細胞。后來，它們的子細胞產(chǎn)生了不同的細胞類型。
一個未解決的問題仍然是，這種巨大的細胞類型多樣性是如何在人類的幾周或小鼠的幾天內(nèi)從未分化的祖細胞中產(chǎn)生的。由 Christian Mayer 領導的一個國際團隊研究了導致小鼠大腦細胞多樣性的機制。研究人員特別感興趣的是，不同的細胞類型是否可以起源于單個祖細胞，以及在發(fā)育過程中的哪個時間點決定了神經(jīng)元的命運。
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