“下半身思考”有科学依据:与大脑共享92%蛋白质,器官工作流程相似
2021-06-05 13:58

“下半身思考”有科学依据:与大脑共享92%蛋白质,器官工作流程相似

本文来自微信公众号:量子位(ID:QbitAI),作者:杨净 博雯 ,原文标题:《「下半身思考」有了科学依据!最新研究:与大脑共享92%蛋白质,器官工作流程惊人相似》


如果说人体中有哪个器官,与大脑相似?


好,别说了。我知道你的答案。


现在,已经有了科学依据!


科学家们最新发现,睾丸跟大脑之间的相似之处,比你想象的多得多。


以至于标题,都如此的直言不讳。


Brain and testis: more alike than previously thought?


其研究成果发表在了英国皇家学会Open Biology期刊上。



相似到什么程度呢?


大概就是,扫描全身各个器官,来做连连看,二者没准儿都能一起消除了。


换句话说,除了睾丸,没有其他任何器官能跟大脑进行“消除”。


此研究一出,有些网友仿佛get到了某种真谛:


这就是为什么它被称作大头小头…



所以,这究竟是一项什么样的研究?

超过10000种的共享蛋白质

从宏观上看,睾丸和大脑似乎完全没有任何可比性。


就说功能。


一个负责思维,不管是吃喝拉撒还是思考人生,都得从这儿过。


一个产生精子和激素,每天数百万个生命之源,周而复始,生生不息。


结构的话,emmm……就不赘述了。



但就是这样两个看起来毫不相干的器官,一直存在着某种联系。


以往就有一些研究,人的智力,可能跟一些精液质量参数相关;大脑紊乱与睾丸功能障碍之间的关系也十分明显……


直到最近,科学家们才找到了一个合理的解释,来证明两者之间的相似之处——他们共享超过10000多种蛋白质。


什么概念呢?


研究人员对比了33种人体组织的蛋白,包括心脏、肠道、子宫颈、卵巢和胎盘。


结果发现,在大脑和睾丸之间观察到的共同的蛋白质数量是最多的。


具体来说,构成人脑的蛋白质有14315个,而构成睾丸的有15687个,其中的13442个蛋白质,是这两个组织共有的。


也就是说,睾丸有超85%的蛋白质,跟大脑相同。而大脑共同蛋白质的占比,甚至超过了92%。



而更进一步,大脑的神经元和睾丸的精子之间,也有5048个相同的蛋白质。



而在这些共同蛋白中,有很多的都与人类组织发育有关,这表明两种细胞都在人类组织发育中发挥着重要作用。


大概是这些共同蛋白:



含量极高的蛋白质,一方面会经常造成“一方突变,两家受损”的后果。


另一方面,也会带来功能实现上的趋同。

惊人相似的工作流程

相同的蛋白质类型表现的是细胞和分子层面的相似性,也说明两大组织之间拥有相似的基因表达谱。


就是说,它们在很多工作上的执行思路会非常一致:比如,大脑中的星状细胞,也称星形胶质细胞,很多时候会包裹着神经元的突触。


在执行认知功能时,会将糖原转化为乳酸,运送到神经元供给能量,以维持突触活动。



与此类似的,是睾丸里的支持细胞,负责给发育中的精子提供保护和营养,精子发育的各个阶段都是发生在支持细胞的表面。


为了制造生命之源,支持细胞会将葡萄糖转化为乳酸,运送到生殖细胞供给能量,以维持生命代谢。


可以看到,在新陈代谢这一项活动上,两个组织的细胞几乎就是按一个路子来展开合作的。


另外在运输物质方面,神经元和精子之间表现出了相似之处。


他们会频繁地将自身物质释放到外界环境中,这一过程叫做胞吐作用。



神经元通过释放神经递质,以胞吐作用来实现神经元的生长。


精子,则会释放水解酶和其他重要的受精因子,以达成与卵细胞融合的必要条件。


这一过程,都需要传递信号,这当中比较重要的,要属钙离子信号。


神经元拿钙离子信号来调节突触效能,分泌神经递质,控制神经元膜的兴奋性。


精子则要调动钙离子信号存储顶体反应所需的复杂信号,调节运动,并保证在射精后获能。


在功能上,钙离子可以说是同为神经元细胞和精子细胞的核心了。


而且这俩组织也老“人上人”了——连淋巴细胞在排查异体侵入时,都不会去检查这两个部位。


毕竟肩负的使命特殊,还对氧化应激高度敏感,所以就当之无愧地享受了免疫赦免(Immune Privilege)的特权。

为什么如此相似?

所以,大脑和睾丸到底为什么如此相似?


科学家们表示,这或许与人类的进化有关。


在进行物种进化时,大脑、胎盘、睾丸都是核心参与者。



大脑的作用自不必多说,而生殖器官则是物种进化的原料。


卵子受精的前提是什么?有位英雄跑赢了千军万马,卷飞了所有同胞啊!


这种精子之间的竞争对新物种的形成有着重要意义。


而这位“天选之子”还誓死捍卫领土主权,表示:我进来了,那其他精子都洗洗睡吧。


这种生殖隔离屏障排除了不同物种间的基因流动,保持了物种的完整性。


这也就使大脑和睾丸功能相关的基因在人类进化期间,变化得异常迅速,也就成为物种间差异最大的两类基因。


所以,保持物种间差异性的选择压力可能更多地作用于这两个器官上,导致了它们的趋同进化。


而在向后代传递基因时,它们的表达模式方面也非常类似。


同一蛋白或基因发生突变时,就时常会引起神经系统和睾丸的功能障碍。


大脑皮层和睾丸中最高的表达水平表明,这些基因可能有助于形成人类独有的表型特征,如认知能力的提高。

“表情包的真实性增加了?”

对于这项研究,沙雕网友首先不分国界地表示:



△“相关表情包似乎更有分量了呢……”

而也有网友发出了哲♂学思考:



至于这项研究的意义,研究人员表示:


这是一个未曾被探讨过的话题,我们需要理清这些组织之间的联系,这将有助于理解大脑和睾丸功能的疾病。


论文地址:https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsob.200322


参考链接:[1]https://phys.org/news/2021-06-human-brain-testis-highest-common.html[2]https://www.sciencealert.com/brains-and-testicles-have-more-in-common-with-one-another-than-you-ever-really-wanted-to-know


本文来自微信公众号:量子位(ID:QbitAI),作者:杨净,博雯

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