加州大学洛杉矶分校的研究人员已经开发出人类神经发生中的第一个基因调控图谱，该过程是神经干细胞转变为脑细胞，大脑皮层扩大的过程。科学家们确定了控制我们大脑生长的因素，并在某些情况下为以后出现的几种脑部疾病奠定了基础。

背景

人脑由于其大脑皮层较大而不同于小鼠和猴子。器官最发达的部分是大脑皮层，负责思维，感知和复杂的沟通。科学家才刚刚开始了解驱动人类大脑生长的分子和细胞机制，以及它们在人类认知中所起的主要作用。

大脑发育受某些大脑区域或细胞类型以及特定时间范围内基因表达的指导。基因表达是DNA中的指令转化为功能性产物(例如蛋白质)的过程，在关键时刻，DNA片段作为开关的作用在许多水平上受到调控。但是直到现在，还没有图谱描述神经发生过程中这些开关在染色体上的活性和位置。

方法

UCLA研究人员使用一种称为ATAC-seq的分子生物学技术，绘制了在神经发生过程中活跃的基因组区域。他们将这些数据与来自这些大脑区域的基因表达数据结合在一起。研究人员还使用了以前发表的有关染色体折叠模式的数据。染色体折叠模式影响遗传信息的编码方式。合并的数据帮助他们确定了神经发生中关键基因的调控元件。一种叫做EOMES / Tbr2的基因在关闭时与严重的脑畸形有关。

研究人员通过使用CRISPR技术证实了靶向基因的作用，这种技术可以去除细胞中的DNA片段，编辑出一部分调节开关，然后评估它们对基因表达和神经发生的影响。

影响

研究人员发现，某些精神病性疾病(如精神分裂症，抑郁症，神经质病和注意力不足过动症)会在生命后期发展，这种疾病起源于胎儿大脑发育的最早阶段。据研究人员称，甚至一个人未来的智力也会在神经发生过程中发挥作用。

研究人员还发现了一种主要机制，该机制解释了人类大脑皮层比非人类灵长类动物更大。他们确定了一个基因组序列，该序列可改变成纤维细胞生长因子受体的表达，该受体调节重要的生物学过程，包括细胞增殖和分裂，并为细胞分配特定任务。人类的基因组序列比小鼠和非人类的灵长类动物更活跃，这有助于解释为什么人类的大脑更大。