Smarter mice with a “humanized” gen

Smarter mice with a “humanized” gene?

Sept. 15, 2014
Courtesy of PNAS
and World Science staff

In­tro­duc­ing a “hu­man­ized” ver­sion of a lan­guage-linked gene in­to mice ac­cel­er­ates their learn­ing, ac­cord­ing to a stu­dy.

The gene, called Foxp2, is of a type known as tran­scrip­tion fac­tor—a gene that con­trols the ac­ti­vity of oth­er genes. It has al­so been linked to the de­vel­op­ment of hu­man speech and lan­guage. The gene is found in both hu­mans and mice, in slightly dif­fer­ent forms.

In the new stu­dy, re­search­ers cre­at­ed mice whose ver­sion of the Foxp2 gene had changes in two key ami­no acids—some­what equiv­a­lent to two “let­ters” of its ge­net­ic code. The changes were de­signed to make the gene more si­m­i­lar to hu­man Foxp2.

The study aimed at learn­ing “how ge­net­ic changes might have adapted the nerv­ous sys­tem” to lan­guage and speech, wrote the sci­en­tists, Ann Gray­biel of the Mas­sa­chu­setts In­sti­tute of Tech­nol­o­gy and col­leagues. The re­port ap­peared Sept. 15 on­line in the jour­nal Pro­ceed­ings of the Na­t­ional Acad­e­my of Sci­ences.

The re­port, how­ev­er, did­n't ad­dress what some sci­en­tists have de­scribed as eth­i­cal ques­tions posed by the mix­ing of hu­man and an­i­mal genes. One con­cern, for ex­am­ple, is that hu­man­ity might even­tu­ally have to con­front the weighty is­sue of wheth­er an an­i­mal with some hu­man genes de­serves hu­man rights.

Gray­biel and col­leagues found that the two-“letter” change af­fect­ed a part of the mouse brain known as the stria­tum and re­lat­ed cir­cuits called the cortico-basal gan­glia. These ar­eas are “known to be es­sen­tial for mo­tor and cog­ni­tive be­hav­iors such as speech and lan­guage ca­pa­bil­i­ties in hu­mans,” ex­plained a sum­mary of the re­port is­sued by the jour­nal.

Dif­fer­ent por­tions of the stria­tum un­der­lie two modes of learn­ing con­sid­ered cru­cial for speech and lan­guage, the re­search­ers said. One is a con­scious form of learn­ing called de­clar­a­tive learn­ing; the oth­er, a non-con­scious form called pro­ce­du­ral learn­ing.

In a se­ries of maze ex­pe­ri­ments, mice with the “hu­man­ized” gene learn­ed stimulus-response as­socia­t­ions more rap­idly than reg­u­lar mice when both de­clar­a­tive and pro­ce­du­ral forms of learn­ing were en­gaged, the in­ves­ti­ga­tors re­ported.

Parts of the stria­tum as­sociated with these two modes of learn­ing were found to re­spond dif­fer­ently in the mice, as judged by lev­els of dopamine, a mes­sen­ger chem­i­cal in the brain; by gene ac­ti­vity pat­terns; and by change­abil­ity in the strength of brain con­nec­tions, known as syn­ap­tic plas­ti­city. The find­ings sug­gest that the hu­manized gene dif­fer­ently in­flu­ences how dif­fer­ent re­gions of the stria­tum con­trib­ute to learn­ing, said the re­search­ers, who spec­u­late that these ef­fects may have con­trib­uted to the emer­gence of hu­man lan­guage.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หนูฉลาด มียีน "humanized"15 ก.ย. 2014ความเอื้อเฟื้อของ PNASและวิทยาศาสตร์โลกแนะนำยีนที่เชื่อมโยงภาษารุ่น "humanized" หนูช่วยเร่งการเรียนรู้ ตามการศึกษายีน เรียก Foxp2 เป็นชนิดที่เรียกว่าปัจจัย transcription โดยยีนที่ควบคุมกิจกรรมของยีนอื่น ๆ มันมียังการเชื่อมโยงการพัฒนาของภาษาคนและภาษา ยีนที่พบในมนุษย์และหนู ในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยการศึกษาใหม่ นักวิจัยสร้างหนูยีน Foxp2 รุ่นที่มีการเปลี่ยนแปลงในกรดอะมิโนสำคัญสอง — ค่อนข้างเท่ากับสอง "ตัวอักษร" ของรหัสพันธุกรรมของมัน การเปลี่ยนแปลงถูกออกแบบเพื่อให้ยีนคล้ายมากกับมนุษย์ Foxp2การศึกษาเพื่อเรียนรู้ "วิธีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอาจได้ปรับระบบประสาท" เขียนภาษาและเสียง นักวิทยาศาสตร์ Ann Graybiel ของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และเพื่อนร่วมงาน รายงานปรากฏ 15 ก.ย.ออนไลน์ในรายวิชาการสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติรายงาน อย่างไรก็ตาม ไม่ได้อะไรที่นักวิทยาศาสตร์บางคนได้อธิบายว่า คำถามด้านจริยธรรมโดยการผสมของมนุษย์ และสัตว์ ความกังวลหนึ่ง เช่น เป็นที่มนุษยชาติในที่สุดอาจต้องเผชิญออก weighty ว่าสัตว์กับบางยีนมนุษย์สมควรสิทธิมนุษยชนGraybiel และเพื่อนร่วมงานพบว่า ที่สอง-เปลี่ยน "ตัวอักษร" ได้รับผลกระทบส่วนหนึ่งของสมองเมาส์เป็น striatum และที่เกี่ยวข้องกับวงจรเรียกว่า ganglia cortico โรค พื้นที่เหล่านี้ "รับว่าจำเป็นสำหรับรถยนต์ และรับรู้พฤติกรรมเช่นความสามารถในการพูดและภาษาในมนุษย์ อธิบายสรุปรายงานที่ออก โดยสมุดรายวันนักวิจัยกล่าวว่า ส่วนอื่นของ striatum รวบสองโหมดการเรียนรู้ที่ถือว่าสำคัญสำหรับคำพูดและภาษา คือแบบใส่ใจการเรียนรู้ที่เรียกว่าเรียนรู้ declarative อื่น ๆ แบบไม่ใส่ใจเรียกขั้นตอนการเรียนรู้ ในชุดการทดลองเขาวงกต หนู มียีน "humanized" เรียนรู้ความสัมพันธ์ของการตอบสนองกระตุ้นอย่างรวดเร็วมากขึ้นกว่าหนูปกติเมื่อฟอร์ม declarative และขั้นตอนการเรียนรู้ได้หมั้น รายงานการสืบสวนส่วน striatum ที่เกี่ยวข้องกับสองโหมดเหล่านี้เรียนรู้พบการตอบสนองแตกต่างกันไปในหนู เป็นตัดสินระดับของโดปามีน messenger เป็นสารเคมีในสมอง โดยรูปแบบกิจกรรมของยีน และ โดย changeability ในความแข็งแรงของสมองเชื่อมต่อ เรียกว่า synaptic plasticity ผลการศึกษาแนะนำว่า ยีน humanized ต่างอิทธิพลวิธีแคว้น striatum แตกต่างกันนำไปสู่การเรียนรู้ กล่าวว่า การวิจัยที่คาดการณ์ว่า ผลกระทบเหล่านี้อาจมีส่วนการเกิดขึ้นของภาษามนุษย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หนูอย่างชาญฉลาดด้วย "มนุษย์" ยีน? กันยายน 15, 2014 มารยาทของ PNAS และวิทยาศาสตร์โลกพนักงานแนะนำ "มนุษย์" รุ่นของยีนภาษาที่เชื่อมโยงเป็นหนูเร่งการเรียนรู้ของพวกเขาตามการศึกษา. ยีนที่เรียกว่า Foxp2, เป็นประเภทที่เรียกว่าการถอดความปัจจัยยีน ที่ควบคุมการทำงานของยีนอื่น ๆ นอกจากนี้ยังได้รับการเชื่อมโยงกับการพัฒนาของการพูดของมนุษย์และการใช้ภาษา ยีนที่พบในทั้งมนุษย์และหนูในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย. ในการศึกษาใหม่นักวิจัยสร้างหนูที่มีรุ่นของยีน Foxp2 มีการเปลี่ยนแปลงในสองอะมิโนที่สำคัญกรดค่อนข้างเทียบเท่ากับสอง "ตัวอักษร" ของรหัสพันธุกรรมของมัน การเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการออกแบบเพื่อให้ยีนอื่น ๆ ที่คล้ายกับมนุษย์ Foxp2. การศึกษามุ่งเป้าไปที่การเรียนรู้ "ว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่อาจจะมีการปรับระบบประสาท" กับภาษาและการพูดเขียนนักวิทยาศาสตร์แอน Graybiel ของ Massachusetts Institute of Technology และเพื่อนร่วมงาน รายงานปรากฏกันยายน 15 ออนไลน์ในวารสารของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ. รายงาน แต่ไม่ได้อยู่ที่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์บางคนได้อธิบายว่าเป็นคำถามทางจริยธรรมที่เกิดจากการผสมของมนุษย์และสัตว์ยีน หนึ่งกังวลเช่นเป็นว่ามนุษย์ในที่สุดก็อาจจะต้องเผชิญหน้ากับปัญหาสำคัญของการไม่ว่าจะเป็นสัตว์ที่มียีนของมนุษย์บางคนสมควรได้รับสิทธิมนุษยชน. Graybiel และเพื่อนร่วมงานพบว่าสอง "จดหมาย" การเปลี่ยนแปลงได้รับผลกระทบส่วนหนึ่งของสมองเมาส์ที่รู้จักในฐานะ striatum และวงจรที่เกี่ยวข้องเรียกว่าปม Cortico-พื้นฐาน พื้นที่เหล่านี้จะ "ที่รู้จักกันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับยานยนต์และพฤติกรรมองค์ความรู้เช่นความสามารถในการพูดและภาษาในมนุษย์" อธิบายสรุปของรายงานที่ออกโดยวารสาร. บางส่วนที่แตกต่างกันของ striatum รองรับสองโหมดของการเรียนรู้ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพูดและภาษา นักวิจัยกล่าวว่า หนึ่งเป็นรูปแบบของการเรียนรู้ที่ใส่ใจการเรียนรู้ที่เรียกว่าเปิดเผย; อื่น ๆ รูปแบบที่ไม่ใช่สติเรียกว่าการเรียนรู้ขั้นตอน. ในชุดการทดลองเขาวงกตหนูกับ "มนุษย์" ยีนเรียนรู้สมาคมกระตุ้นการตอบสนองเร็วกว่าหนูปกติเมื่อทั้งสองรูปแบบที่เปิดเผยและขั้นตอนของการเรียนรู้กำลังสืบสวนรายงาน . ส่วน striatum ที่เกี่ยวข้องกับทั้งสองรูปแบบของการเรียนรู้พบว่าการตอบสนองที่แตกต่างกันในหนูที่เป็นตัดสินโดยระดับของโดพามีนซึ่งเป็นสารเคมีในสมองของผู้ส่งสาร; โดยรูปแบบกิจกรรมของยีน และความไม่แน่นอนในความแข็งแรงของการเชื่อมต่อสมองที่เรียกว่า synaptic ปั้น ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกของยีนที่แตกต่างกันมีผลต่อมนุษย์วิธีภูมิภาคต่าง ๆ ของ striatum นำไปสู่การเรียนรู้กล่าวว่านักวิจัยที่คาดการณ์ว่าผลกระทบเหล่านี้อาจจะทำให้เกิดขึ้นของภาษามนุษย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หนูฉลาดด้วย " มนุษย์ " ยีน ?

ที่ 15 กันยายน 2014
มารยาทของพีเอ็นเอ


และพนักงานวิทยาศาสตร์ โลกใน TRO องององ ดึ๊ก ไอเอ็นจี " หูองชายองเราเป็น " ? ? ? ? ? องไซออนของ LAN , เชื่อมองยีนในองให้หนู AC องเซลององที่ของพวกเขาเรียนรู้ไอเอ็นจีเอ้อองององสายไฟ AC , บาท เป็นสตูองตายนะ

ยีนที่เรียกว่า foxp2 เป็นประเภทที่เรียกว่า ทรานองย่ามองผ่าน Fac tor-a องยีนที่ต่อต้าน trols AC ององององเอ้อ OTH Ti vity ของยีนจะล องจึงถูกเชื่อมโยงกับเดอองดีอง OP อง ment ของฮูองผู้ชายพูดและ LAN องวัด . ยีนที่พบในหูองมนุษย์และเมาส์ในระดับเล็กน้อยองเฟอร์องใช้รูปแบบ

ในใหม่ตูองดี้ เรององององค้นหา ERS CRE ที่เอ็ดหนูที่มี Ver องไซออนของ foxp2 ยีนมีการเปลี่ยนแปลงสองคีย์ มิอง ไม่มีกรดบางองอะไร equiv องเป็น องยืมสอง " ให้ ters อง " ของ GE ององ IC สุทธิรหัสการเปลี่ยนแปลงเป็นเดอองเซ็นให้ยีนมากกว่าชิองององ ลาร์กับหูฉันม องชาย foxp2

มีความสามารถในเรียนรู้ไอเอ็นจี " ว่า GE องององ IC สุทธิการเปลี่ยนแปลงอาจจะดัดแปลง sys TEM ous NERV องององ " , LAN และคำพูด เขียนวิทย์องและ อง tists แอนสีเทาของมาสซาบีลององององององชูอ้อยตอในคณะกรรมการสมาคมเทคโนลององององโอเกรย์ และคอลัมน์ลีก . เรื่องององพอร์ต AP peared กันยายน .15 องบรรทัดในวันที่องนาลองโปรซีดอง ings ของ na ององององ ional T , E ของฉันวิทย์อง ences

เรื่ององององพอร์ตว่า EV เอ้อทำองไม่โฆษณาองแต่งตัวบ้าง วิทย์ tists เดอองององ และมี scribed เป็นธ องององฉันแคล ques tions posed โดยผสมไอเอ็นจีของฮูององององชายและฉันมาล ยีน หนึ่งคอนเซิร์นองององเปิ้ลเป็น , แฟนเก่า ,คือว่าหูองชายอง ity อาจอง ตูองพันธมิตรต้อง con องหน้ามีอิทธิพลเป็นองฟ้องของ wheth องเอ้อเป็นองฉันกับหูองมาลองยีนเดอองบริการหูองชายสิทธิ

เทาอง Biel และ Col องลีก พบว่า 2 - " จดหมาย " เปลี่ยนโดยสมบูรณ์ององเอ็ดเป็นส่วนหนึ่งของเมาส์สมองที่เรียกว่า Stria องตูมและองลาดองเอ็ด cir อง cuits เรียกว่า cortico แรกเริ่มกานองเกลีย .เหล่านี้ ar อง EAs " เรียกว่าเป็น ES องเซนอง tial สำหรับโมองเว็บและฟันเฟืองององององ hav ฉันสั่งให้ iors เช่นการพูดและ LAN , CA PA องององององบิลผมเลยในหูองม็อง " อดีตอง plained ผลรวมองแมรี่ของเรองพอร์ตคือ องฟ้องโดยนักองนาลอง

ดิฟเฟอร์องเอนท์ป้ออง tions ของแถบองตูมองสหประชาชาติเดอองนอนสองโหมดของการเรียนรู้ไอเอ็นจี คอนซิดององององเรด ครู่เพื่อการพูดและ LAN องวัด เรื่องององค้นหา ERS กล่าวหนึ่งคือ รูปแบบของการเรียนรู้ scious con ององององเดอไอเอ็นจีเรียกว่าชัดเจนเป็น tive องององเรียนรู้ไอเอ็นจี ; OTH เอ้อ ไม่หลอก scious แบบฟอร์มที่เรียกว่าององององ ดูโปร CE ราลองเรียนรู้ไอเอ็นจี

ใน se ries เขาวงกต แฟนเก่าของององององ PE ริ ments , หนูด้วย " หูองชายองเราเป็น " จีนเรียนรู้องเอ็ดกระตุ้นการตอบสนองโดยองององไอออนมากกว่าวัดพระ t แร็พองเฉยๆกว่าเรจอง U Lar องหนูเมื่อทั้งเดอองององชัดเจนเป็น tive และโปรอง CE องดูอง RAL รูปแบบเรียนรู้ไอเอ็นจีเป็น en ององององเราทํางาน , ในรัอง กาทิองทอร์สองพอร์ต
อีกครั้ง .
ส่วนของแถบองตูมเป็นอง sociated กับเหล่านี้สองโหมดของการเรียนรู้ไอเอ็นจีองพบว่าเป็น spond ดิฟเฟอร์องององ บริษัท ในหนูที่ถูกตัดสินโดยเลฟอง ELS ของโดพามีน นอกจากนี้ององององผมเซ็น GER เคมีแคลในสมอง โดยยีนองทิอง vity เอซี ทำให้แพทอง และเปลี่ยนองพละอง ity ในความแข็งแรงของสมอง Con NEC tions ององององ เรียกว่า ; AP TIC พลาสทิององเมืองค้นหาอง ings SUG องที่ฮูเกสองององ บริษัท ดิฟเฟอร์ manized ยีนในไข้หวัด ences วิธีดิฟองององององ กอยส์เพื่อเอนท์อีกครั้งของแถบองององตูมคอน trib ute เรียนรู้องไอเอ็นจี กล่าวว่า เรื่องององค้นหา ERS ที่สเป็คอง u องสายเหล่านี้ EF องององ fects อาจมีคอน trib uted กับ EMER อง gence ของฮูองผู้ชาย LAN องวัด .