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分子技術(shù)揭開人腦保存2600年之謎
2020年01月13日 09:38:10
來源：儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：5162
然而這個世界總是不缺乏“意外”與“奇跡”。2008年，考古學(xué)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。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】被保護(hù)在顱骨之內(nèi)的大腦是人體內(nèi)重要也脆弱的器官。即便是死亡之后，主要由水和蛋白質(zhì)組成的大腦也是先發(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(xué)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(nèi)膜來尋找人類腦髓及神經(jīng)進(jìn)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(xué)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(jì)到公元前5世紀(jì)之間的一個中年人。進(jìn)一步檢查后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦沒有經(jīng)過任何風(fēng)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?！痘始覍W(xué)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(shù)檢測了保留下來的大腦組織，并進(jìn)行了一系列實驗，發(fā)現(xiàn)大腦中的蛋白質(zhì)折疊成了一個穩(wěn)定的“聚集體”，這種蛋白質(zhì)團(tuán)塊可以防止蛋白質(zhì)降解，有助于長時間保存軟體組織的結(jié)構(gòu)。雖然研究人員仍然不清楚是什么原因使蛋白質(zhì)聚集在一起，但現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為蛋白質(zhì)組學(xué)與考古學(xué)提供了新的方向。
在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對大腦的研究主要依賴無損傷的腦成像技術(shù)，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(tuán)隊使用的主要是免疫電子顯微鏡、凝膠電泳以及液質(zhì)聯(lián)用儀。免疫電鏡技術(shù)是免疫化學(xué)技術(shù)與電子顯微鏡技術(shù)的結(jié)合，利用電子顯微鏡在亞細(xì)胞和超微結(jié)構(gòu)下對抗原進(jìn)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(jié)構(gòu)由緊密堆積的Nf蛋白組成。對古大腦蛋白質(zhì)的進(jìn)一步分析則需要免疫組織化學(xué)以及質(zhì)譜技術(shù)。高度靈敏的免疫分析方法可用于定量蛋白質(zhì)，而液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)則用于蛋白質(zhì)組學(xué)分析。研究人員利用液質(zhì)聯(lián)用儀鑒定出800多種蛋白質(zhì)，證實了成像和免疫學(xué)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(xué)家們花了十年。這需要感謝十年間技術(shù)的突破與儀器的進(jìn)步。對于古生物研究，化石與儀器永遠(yuǎn)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(jìn)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(tuán)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(xué)報
編輯點評：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的研究水平也更上一層樓，比較明顯的就是在考古方面的發(fā)展與研究突破。本次利用分子技術(shù)通過檢測保留下來的大腦組織而確定了骨大腦類似于腦組織軸突的微結(jié)構(gòu)，也相信未來能解密更多謎題，古生物研究也能更進(jìn)一步。
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