「語言基因」NOVA1:揭開現代人類說話能力的關鍵
科學家們最近發現,一個名為NOVA1的基因可能在現代人類(智人)語言能力的演化過程中扮演了重要角色。這個基因的特殊變異,不僅影響了小鼠的叫聲,還可能幫助我們理解人類如何發展出說話的能力。
NOVA1基因負責編碼一種蛋白質,這種蛋白質在大腦發育中起著關鍵作用,它能與神經元中的RNA結合並調控其功能。RNA在細胞內扮演著中介者的角色,將基因組的藍圖傳遞到蛋白質的製造場所。雖然其他哺乳動物也擁有NOVA1基因,但現代人類攜帶的版本卻有一個獨特的變異:蛋白質中的一個胺基酸(異亮氨酸)被替換成了另一個胺基酸(纈氨酸)。
過去的研究已經發現,NOVA1基因的某些突變與人類的發展遲緩有關,包括語言障礙和運動困難。例如,特定的NOVA1突變會引發一種稱為「副腫瘤性眼陣攣-肌陣攣共濟失調」的神經自體免疫疾病,導致患者出現嚴重的運動功能障礙。
在一項發表於《自然通訊》期刊的最新研究中,研究人員利用CRISPR基因編輯技術,將小鼠的基因組進行改造,使其攜帶人類版本的NOVA1基因。他們發現,人類版本的NOVA1蛋白質在小鼠大腦中與某些RNA分子結合,這些RNA分子與大腦發育和運動控制有關。然而,與控制發聲的RNA分子結合的情況卻有所不同。
此外,研究人員還發現,人類版本的NOVA1基因改變了幼鼠叫聲的頻率、音高和音樂性,並影響了成年雄性小鼠向雌性小鼠發出的求偶叫聲的旋律和清晰度。儘管這些改造後的小鼠並未因此開始像人類一樣說話,但這些發現進一步證明瞭NOVA1在發聲中的作用。
為了探討NOVA1基因如何影響人類語言的起源,研究人員分析了現代人類以及尼安德塔人和丹尼索瓦人的基因組。結果顯示,這些古代人類親屬並未攜帶與現代人類相同的NOVA1基因版本,這表明NOVA1基因的變異可能是在智人演化過程中逐漸被選擇出來的,因為它有助於語言的發展,從而提升了生存優勢。
然而,研究人員也提醒,不應將NOVA1視為唯一的「人類語言基因」。事實上,除了NOVA1之外,其他基因如FOXP2也可能在現代人類語言的發展中扮演了重要角色。FOXP2基因在2000年代初被發現與語言能力有關,但後來的研究顯示,尼安德塔人和丹尼索瓦人也擁有這個基因,因此它並非現代人類所獨有。
研究共同作者、紐約洛克菲勒大學分子神經腫瘤學教授羅伯特·達內爾博士表示:「我們認為NOVA1基因的變異是現代人類所特有的,並且我們可以將這種變異與發聲和語言的變化相關聯。然而,語言的發展可能涉及多個基因,包括FOXP2。」
未來的研究將進一步探討NOVA1基因在人類語言和發展障礙中的作用,並試圖釐清這種蛋白質在人腦中的結合位置以及它如何導致聲音的產生。這些研究將幫助我們更深入地理解人類語言的起源與演化。