由五仔神经科学研究所跨学科博士后学者计划支持的新研究着眼于令人惊讶的观察结果，即在脑细胞和突触(神经元之间的通讯点)中发现的许多基因是动物王国中最大的基因之一。

极其复杂的神经系统是如何在不同物种之间进化的

这些巨大的神经元基因跨越数十万个 DNA 碱基对，当它们发生突变或失调时，通常被视为与神经系统疾病有关的基因。

为了揭示这些大基因如何与神经系统一起进化的一般原理，吴仔神经跨学科博士后马特·麦考伊(Matt McCoy)比较了不同物种的基因大小，这些物种起源于地球上广泛的生命树的共同祖先。这种比较揭示了一类独特的大基因，它们在动物多样化之前就存在，在许多情况下，甚至在神经元作为特殊细胞类型出现之前就存在。

该研究于2024 年 3 月 8 日发表在《当代生物学》上。

麦考伊和乔治·D·史密斯分子与遗传医学教授兼病理学和遗传学教授安德鲁·法尔(Andrew Fire)追踪这些古老大基因的进化历程，在人类以及鱿鱼和章鱼等头足类动物中发现了类似的巨型基因。

头足类动物与蜗牛和蛞蝓关系密切，是动物界中与人类最相似的动物，但它们各自进化出了高度发达的神经系统和极其复杂的行为。巨大基因在这两个谱系中分别进化的事实表明，基因大小在多细胞动物复杂神经系统的发育中具有令人惊讶的普遍作用。

尤其如此，因为这些基因在进化过程中已经变得更大，并在动物中产生了更多变异，尽管处于强大的所谓“纯化选择”之下——这是一个消除有害突变以维持遗传稳定性的过程。作者认为，基因的生长和多样化可能提供了复杂神经系统进化所需的分子灵活性。

这项研究为了解基因长度等固有基因组特性如何促进动物王国复杂性的进化发展提供了新的视角。麦考伊和法尔认为，通过了解这些基因组基础，我们可以深入了解神经系统复杂性的起源和神经系统疾病的遗传基础。