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,来正名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。
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。
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。
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。
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