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分子技術(shù)揭開(kāi)人腦保存2600年之謎

2020-01-10 11:14:54來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：大腦閱讀量：4172

導(dǎo)讀：近日《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》發(fā)表一篇研究報(bào)告，研究人員利用分子技術(shù)檢測(cè)了2600年前的大腦組織，并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大腦中的蛋白質(zhì)折疊成了一個(gè)穩(wěn)定的“聚集體”，這種蛋白質(zhì)團(tuán)塊可以防止蛋白質(zhì)降解，有助于長(zhǎng)時(shí)間保存軟體組織的結(jié)構(gòu)。

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】被保護(hù)在顱骨之內(nèi)的大腦是人體內(nèi)重要也脆弱的器官。即便是死亡之后，主要由水和蛋白質(zhì)組成的大腦也是發(fā)生自溶的器官之一。由于自身蛋白水解還有腐爛的作用，大腦會(huì)在死后迅速溶解，這也是考古學(xué)中古人類大腦化石數(shù)量極其有限的原因。因此古人類的大腦演化主要還是通過(guò)研究顱骨的形態(tài)以及顱內(nèi)膜來(lái)尋找人類腦髓及神經(jīng)進(jìn)化方面的直接證據(jù)。

　　然而這個(gè)世界總是不缺乏“意外”與“奇跡”。2008年，考古學(xué)家在英國(guó)赫斯靈頓的一個(gè)水坑中意外發(fā)現(xiàn)了一塊保存完好的人類大腦。被發(fā)掘時(shí)，包裹大腦的頭骨面朝下被埋在泥土坑中，周圍沒(méi)有找到身體其他部位的痕跡，令人震驚的是顱骨中依然保留了完整的大腦軟組織。

　　根據(jù)碳年代測(cè)定法，這顆大腦屬于公元前7世紀(jì)到公元前5世紀(jì)之間的一個(gè)中年人。進(jìn)一步檢查后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何風(fēng)干或者煙熏之類的防腐措施。這顆頭顱在被砍下后既沒(méi)有埋葬在類似冰川或者沙漠這種可以保存尸體的特殊環(huán)境，也沒(méi)有做任何防腐措施，它是怎樣在其他軟組織全都腐爛得不見(jiàn)蹤跡的時(shí)候依然保留下大腦呢？

　　近，這個(gè)問(wèn)題得到了解答。《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》近日發(fā)表一篇研究報(bào)告，研究人員利用分子技術(shù)檢測(cè)了保留下來(lái)的大腦組織，并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大腦中的蛋白質(zhì)折疊成了一個(gè)穩(wěn)定的“聚集體”，這種蛋白質(zhì)團(tuán)塊可以防止蛋白質(zhì)降解，有助于長(zhǎng)時(shí)間保存軟體組織的結(jié)構(gòu)。雖然研究人員仍然不清楚是什么原因使蛋白質(zhì)聚集在一起，但現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為蛋白質(zhì)組學(xué)與考古學(xué)提供了新的方向。

　　在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對(duì)大腦的研究主要依賴無(wú)損傷的腦成像技術(shù)，包括腦電圖、功能性核磁共振成像、正電子發(fā)射斷層成像等，這是為了不對(duì)研究對(duì)象造成損害。而古人類研究則完全沒(méi)有這種顧慮。研究已經(jīng)死亡的大腦有更多的儀器可以使用。

　　研究團(tuán)隊(duì)使用的主要是免疫電子顯微鏡、凝膠電泳以及液質(zhì)聯(lián)用儀。免疫電鏡技術(shù)是免疫化學(xué)技術(shù)與電子顯微鏡技術(shù)的結(jié)合，利用電子顯微鏡在亞細(xì)胞和超微結(jié)構(gòu)下對(duì)抗原進(jìn)行定位分析。通過(guò)免疫電子顯微鏡，研究人員確定了古大腦類似于腦組織軸突的微結(jié)構(gòu)由緊密堆積的Nf蛋白組成。對(duì)古大腦蛋白質(zhì)的進(jìn)一步分析則需要免疫組織化學(xué)以及質(zhì)譜技術(shù)。高度靈敏的免疫分析方法可用于定量蛋白質(zhì)，而液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)則用于蛋白質(zhì)組學(xué)分析。研究人員利用液質(zhì)聯(lián)用儀鑒定出800多種蛋白質(zhì)，證實(shí)了成像和免疫學(xué)數(shù)據(jù)。

　　從這顆2600年前的大腦被發(fā)掘出來(lái)到發(fā)現(xiàn)大腦沒(méi)有腐爛的原因，科學(xué)家們花了十年。這需要感謝十年間技術(shù)的突破與儀器的進(jìn)步。對(duì)于古生物研究，化石與儀器永遠(yuǎn)是重要的兩個(gè)支點(diǎn)。沒(méi)有化石就沒(méi)有研究的材料與證據(jù)；沒(méi)有先進(jìn)的儀器，就無(wú)法從化石中獲取足夠多的信息。“生存”了2600年的大腦的謎團(tuán)還沒(méi)有徹底揭開(kāi)，新的研究成果要等多久？也許是在新的研究方法出現(xiàn)的時(shí)候吧。

　　資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

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