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分子技術揭開人腦保存2600年之謎

2020-01-10 11:14:54來源：儀器網(wǎng)關鍵詞：大腦閱讀量：4187

導讀：近日《皇家學會界面雜志》發(fā)表一篇研究報告，研究人員利用分子技術檢測了2600年前的大腦組織，并進行了一系列實驗，結果發(fā)現(xiàn)大腦中的蛋白質折疊成了一個穩(wěn)定的“聚集體”，這種蛋白質團塊可以防止蛋白質降解，有助于長時間保存軟體組織的結構。

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】被保護在顱骨之內的大腦是人體內重要也脆弱的器官。即便是死亡之后，主要由水和蛋白質組成的大腦也是發(fā)生自溶的器官之一。由于自身蛋白水解還有腐爛的作用，大腦會在死后迅速溶解，這也是考古學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研究顱骨的形態(tài)以及顱內膜來尋找人類腦髓及神經(jīng)進化方面的直接證據(jù)。

　　然而這個世界總是不缺乏“意外”與“奇跡”。2008年，考古學家在英國赫斯靈頓的一個水坑中意外發(fā)現(xiàn)了一塊保存完好的人類大腦。被發(fā)掘時，包裹大腦的頭骨面朝下被埋在泥土坑中，周圍沒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)碳年代測定法，這顆大腦屬于公元前7世紀到公元前5世紀之間的一個中年人。進一步檢查后科學家發(fā)現(xiàn)大腦沒有經(jīng)過任何風干或者煙熏之類的防腐措施。這顆頭顱在被砍下后既沒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蹤跡的時候依然保留下大腦呢？

　　近，這個問題得到了解答。《皇家學會界面雜志》近日發(fā)表一篇研究報告，研究人員利用分子技術檢測了保留下來的大腦組織，并進行了一系列實驗，發(fā)現(xiàn)大腦中的蛋白質折疊成了一個穩(wěn)定的“聚集體”，這種蛋白質團塊可以防止蛋白質降解，有助于長時間保存軟體組織的結構。雖然研究人員仍然不清楚是什么原因使蛋白質聚集在一起，但現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為蛋白質組學與考古學提供了新的方向。

　　在生物學與醫(yī)學領域，對大腦的研究主要依賴無損傷的腦成像技術，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，這是為了不對研究對象造成損害。而古人類研究則完全沒有這種顧慮。研究已經(jīng)死亡的大腦有更多的儀器可以使用。

　　研究團隊使用的主要是免疫電子顯微鏡、凝膠電泳以及液質聯(lián)用儀。免疫電鏡技術是免疫化學技術與電子顯微鏡技術的結合，利用電子顯微鏡在亞細胞和超微結構下對抗原進行定位分析。通過免疫電子顯微鏡，研究人員確定了古大腦類似于腦組織軸突的微結構由緊密堆積的Nf蛋白組成。對古大腦蛋白質的進一步分析則需要免疫組織化學以及質譜技術。高度靈敏的免疫分析方法可用于定量蛋白質，而液質聯(lián)用技術則用于蛋白質組學分析。研究人員利用液質聯(lián)用儀鑒定出800多種蛋白質，證實了成像和免疫學數(shù)據(jù)。

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

　　資料來源：中國科學報

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