人类与黑猩猩在遗传上有多大差距？( 二 ) 图片来源：Pixabay研究人类演化

当大脑细胞组成的3D簇在培养皿中发育成熟，它在这个过程中会模拟其物种早期神经发育的遗传活动。由于人类和黑猩猩的DNA被“绑定” ，置于相同的细胞环境中，它们因而被暴露在相同的条件下，并且平行成熟。因此，研究者们借此观测到的遗传活动差异，能够被合理地归因于两个物种间真实存在的遗传学差异。
研究者利用生长了200天的融合细胞来培育类脑器官，并借助它锁定了数千个在不同物种间表现出顺势调节差异的基因。他们决定深入研究其中一个名为SSTR2的基因。这个基因编码促生长素抑制素（somatostatin）神经递质受体，在人类神经元中大量表达。研究人员进一步比较了人类和黑猩猩细胞，并确认这种蛋白质在人类皮层细胞中的表达量更高。在此之上，研究人员用能够结合SSTR2的小分子药物处理黑猩猩与人类细胞，并发现相比于黑猩猩的细胞，人类神经元对它的反应更加显著。
这表明人类皮层回路的神经元活动能够经由神经递质进行调节。有趣的是，因为SSTR2参与了许多脑部疾病，这种神经调节活动可能同样与疾病相关。
“在灵长类脑部的演化过程中，神经回路中可能加入了极其复杂的神经调控特征，而这些调控过程在特定条件下会被扰乱，从而增加其对神经精神疾病的易感性。 ”Paca表示。
Fraser表示，这些结果本质上“证明了我们在这些融合细胞中观测到的现象确实与细胞的生理相关” 。
在发表于《自然-遗传学》的研究中，实验小组将他们的融合细胞诱导为颅神经嵴（neuralcrest）细胞。此结构在头骨和面部引发骨骼和软骨的产生，并决定面部长相。
“我们对于这些类型的细胞很有兴趣，因为面部差异被认为是人类和黑猩猩之间最极端的解剖学差异之一，而且这些差异事实上能够在诸多方面上影响我们的行为和演化，例如进食、感官、大脑增大和语言， ”Fraser实验室的博士后、发布于《自然-遗传学》研究的通讯作者DavidGokhman表示， “同样，人类中最常见的多种先天性疾病也与面部结构相关。 ”
在融合细胞中，研究者们确认了一种基因表达通路，它在黑猩猩基因中的活跃程度远比在人类基因中更高。这其中，基因EVC2在黑猩猩中的活跃程度达到人类中的6倍。现有的研究已经表明，具有失活EVC2的人类拥有比他人更扁平的面部，这表明此基因能够解释人类拥有相比其他灵长类更为扁平的面部的原因。
研究者们进一步确认， 25个与失活EVC2相关的可观测面部特征在人类和黑猩猩间存在明显不同。而这其中，有23个特征的差异并不符合研究者们基于人类中EVC2的低活性所做出的预期。在此之上，研究者们又降低了小鼠中EVC2的活性，并发现它在啮齿类动物中也能起到相似的效果，导面部发育得更为扁平。
这个新的实验平台并不打算取代现有的细胞比对研究，但研究者们希望它有助于带来关于人类演化和整体演化进程的新发现。
“人类的发育和人类基因组已经被详尽地研究了， ”Fraser表示， “我的实验室对人类演化很有兴趣，不过仰赖于如此丰富的知识财富，这个成果也同样能够拓宽我们探索演化过程的视角。 ”
展望未来， Fraser实验室正着力于将融合细胞诱导分化为其他类型的细胞，包括肌肉细胞、其他类型的神经元细胞、皮肤细胞和软骨细胞，来拓宽他们研究人类独有特质的研究范围。与此同时， Paca实验室正着眼于调查与星形胶质细胞（astrocyte）相关的遗传差异，这些细胞是中枢神经系统中体积较大的多功能细胞，但往往由于科学家更倾向于研究那些更风光的神经元而被忽视。