癌基因BRCA1因能夠生成修復(fù)損傷DNA的蛋白質(zhì)，抑制乳腺癌和卵巢癌為世人所知。一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)它還有可能調(diào)控了大腦尺寸。攜帶BRCA1突變基因的小鼠神經(jīng)元的數(shù)量減少10倍，且具有其他的腦異常。研究作者指出，在人類攜帶者中BRCA1突變不太可能對(duì)腦尺寸和功能造成這樣顯著的影響，研究結(jié)果可能闡明了這一基因在腦進(jìn)化中的作用。

很早以前科學(xué)家們就已經(jīng)知道，BRCA1基因是防范可導(dǎo)致卵巢癌和乳腺癌的DNA損傷的一個(gè)重要哨兵。超過(guò)一半攜帶突變BRCA1基因的婦女將會(huì)形成乳腺癌，這使得一些攜帶這一突變的女性選擇接受預(yù)防性的乳房切除術(shù)。

新研究的領(lǐng)導(dǎo)者、Salk生物研究院遺傳學(xué)家和分子生物學(xué)家Inder Verm說(shuō)，但對(duì)于它在乳腺和卵巢之外的作用卻不是太清楚。沒(méi)有BRCA1的小鼠在出生后不久即死亡，因此，很明顯這一基因是維持生命所必要的，而科學(xué)家們才剛剛開(kāi)始去探索它許多其他的功能。

幾年前，Verma實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)學(xué)生注意到BRCA1在神經(jīng)外胚層中非?；钴S，這一狹長(zhǎng)的胚胎組織中包含著可以分裂和分化為大腦各種細(xì)胞類型和結(jié)構(gòu)的神經(jīng)干細(xì)胞。Verma和同事們想知道為什么BRCA1基因會(huì)在這一區(qū)域以如此高的水平表達(dá)，如果除去它又會(huì)發(fā)生什么。

他們構(gòu)建出了一種只有神經(jīng)干細(xì)胞中BRCA1敲除的小鼠品系。Verma研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠發(fā)育時(shí)它們的大腦只有正常的三分之一大小，與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的大腦區(qū)域顯著減小。成年小鼠呈現(xiàn)搖晃、醉酒步態(tài)——共濟(jì)失調(diào)的一種信號(hào)癥狀。共濟(jì)失調(diào)是一種影響肌肉控制盒平衡的神經(jīng)紊亂綜合癥。

Verma、實(shí)驗(yàn)室成員Gerald Pao以及同事們著手確定了刪除BRCA1導(dǎo)致這樣一些問(wèn)題的原因。盡管神經(jīng)干細(xì)胞以正常速度分裂，在它們形成后不久即有異常高數(shù)量的細(xì)胞死亡。研究人員還發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)BRCA1蛋白幫助防止了DNA斷裂。沒(méi)有BRCA誘導(dǎo)DNA修復(fù)，ATM激酶分子感知到過(guò)量的DNA斷裂，會(huì)激活一種化學(xué)信號(hào)通路殺死受損細(xì)胞。因此，在BRCA1基因缺陷的小鼠中，消除的細(xì)胞數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于正常大腦發(fā)育破壞的細(xì)胞數(shù)量。Verma說(shuō)許多存活下來(lái)的細(xì)胞畸形及結(jié)構(gòu)破壞，表明了缺陷性DNA包裝的附加影響。這種細(xì)胞混亂與癌癥中所見(jiàn)相似：癌細(xì)胞和這些腦細(xì)胞均顯示“無(wú)序行為”。

Verma很快指出，盡管在兩個(gè)個(gè)案研究中BRCA1突變與腦異常相關(guān)聯(lián)，在小鼠中證實(shí)的這些顯著影響不太可能發(fā)生于BRCA1突變的婦女。相比于小鼠沒(méi)有任何的BRCA1基因，人類婦女還帶有一些功能性的BRCA1。

Verma說(shuō)，新數(shù)據(jù)表明BRCA有可能在腦尺寸進(jìn)化中發(fā)揮了作用。一些與小頭畸形相關(guān)的基因直接控制了BRCA1的表達(dá)水平。

德國(guó)馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所分子生物學(xué)家Jeremy Pulvers的實(shí)驗(yàn)室在早前的一篇論文中提出了相似的結(jié)果，他認(rèn)為：“新研究提供了進(jìn)一步的證據(jù)表明BRCA1……在腦尺寸調(diào)控中發(fā)揮了特異作用。”“這提供了有關(guān)大腦快速增殖細(xì)胞中基因組保護(hù)機(jī)制的重要基礎(chǔ)科學(xué)，”Baylor醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Huda Zoghbi說(shuō)。