灵长类动物脑类器官的靶向显微注射和电穿孔用于基因修饰

我们的研究领域是灵长类动物的大脑发育和进化。我们正试图了解灵长类动物新皮质扩张的因素。为了以实用和道德上合理的方式解决这个问题，我们使用大脑类器官作为我们的研究模型。

现代人类、我们和尼安德特人之间的大脑发育差异最近出现了。这些差异是由于蛋白质中的少量氨基酸变化在大脑发育中起关键作用。脑类器官一直是这些研究中至关重要的模型系统。

从进化的角度研究灵长类动物的发育，进行功能增益和丧失研究很重要。然而，包括人类在内的类人猿自然不能用于此类实验，因此类器官的基因改造在这一领域起着至关重要的作用。在我的实验室做博士后时，迈克尔·海德（Michael Heide）证明了人类特异性基因ARHGAP11B是人类进化过程中增加大脑尺寸的关键因素。

作为德国灵长类动物中心的小组负责人，迈克尔通过比较人类与黑猩猩的大脑类器官提供了重要的见解。我们的协议提供了一种靶向方法，通过特定的微注射心室样结构而不是商业电穿孔比色皿进行遗传修饰。这种方法使用具有成本效益的设置，包括方波电穿孔器和培养皿电极室，而不是昂贵的核效应器解决方案。

虽然通过基因改造研究灵长类动物的功能和大脑发育在技术上是可行的，但它在方法上要求很高，价格昂贵，并且不允许用于类人猿。灵长类大脑类器官的电穿孔提供了一种快速且具有成本效益的方法，可以在接近灵长类动物大脑发育的模型中引入遗传修饰。未来，我们希望专注于不同灵长类动物皮层中差异表达基因的表征。

我们将通过灵长类动物大脑类器官的电穿孔来研究这些基因，并分析它们对皮质祖细胞的潜在影响。