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概要文件 正在制作自闭症研究标记的科学家的肖像。
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Simon Fisher:在Foxp2踪迹上狩猎

经过/ 2013年5月20

P.运气中风中风:语言遗传学专家Simon Fisher,将他的成功归功于良好的合作和一点偶然性。

作为20世纪90年代中期的遗传学研究生,西蒙·费雪他花了很多时间煞费苦心地试图破译X染色体的DNA序列。然而,在实验室之外,他被一个远不那么容易处理的问题所吸引:人类大脑是如何学习语言的?

费雪还记得当时的情景语言本能,1994年由语言学家史蒂文粉红色的畅销书。一章介绍了伦敦的“K家族”,1990年着名的三代亲属是为了形成复数和识别时态的问题。根据Pinker的说法,具有这些特定语法困难的大量亲属表明存在“语法基因”的存在。

费希尔,一个年轻的基因猎人,被这个故事迷住了。“我记得我当时对我的女朋友说,她现在是我的妻子,‘天哪,你能拥有这样的家庭真是太棒了,’”费舍尔回忆道。

两年后,渔民在牛津大学实验室举行了博士后的职位安东尼摩纳哥,世卫组织正在从包括一个或两个成员的家庭筛查DNA。除了历史记录或特定语言损害(SLI)之外,Fisher的工作是开始筛查类似家庭中的DNA。后者是一种在没有任何其他身体或认知残疾的语言问题的疾病。

就在费希尔抵达摩纳哥几周后,摩纳哥问他是否有兴趣分析伦敦一个患有特殊语言障碍的大家庭的DNA样本。费希尔看了这个标有“KE家族”的血统,立刻认出了它。“我说,‘我来吧,我来吧,’”费舍尔笑着回忆道。“就好像我已经准备好要这么做了。这完全是我自作自受。”

2001年,费舍尔和他的团队报道自然负责着名家庭语言怪癖的基因:FOXP2基因,控制其他基因表达的“主交换机”1其中一些与自闭症有关。从那以后,他一直在研究FOXP2基因的生物学。

基因映射器:

事实证明,KE家族的语言问题并不是像平克所说的那样,从根本上建立在语法的基础上,而是由于喉咙和舌头的协调运动出现了问题。费舍尔的研究发现,缺少FOXP2的老鼠也有类似的情况运动学习缺陷。他还在培养的神经元中显示,即Foxp2调节数百个基因,其中许多参与其中大脑发育自闭症和别的精神疾病

2010年,时年40岁的费雪成立了公司语言和遗传学- 这只有这样的部门在世界上——在荷兰奈梅亨的马克斯·普朗克心理语言学研究所。虽然他是一名遗传学家,但他的新职位要求他跨越广泛的学科,从遗传关联和老鼠工程到语言学理论和比较进化。这种混搭很适合他。

早在高中,Fisher希望合并他对科学和语言的兴趣。但他的老师建议他专注。他在U.K的剑桥大学学习了自然科学。1991年,搬到了牛津的研究生院。

他工作了伊恩·克雷格的实验室,它是人类基因组计划,世界各地数十名实验室一起测序基因组的国际努力。克雷格的实验室专注于在X染色体的特定部分中寻找疾病基因。

“我是一个基因绘图者。我真正想做的就是找到一个基因,”费舍尔说。很快他就找到了,在X染色体上找到了一个导致罕见肾结石疾病的基因2

1996年,费舍尔开始了他关于柯氏家族的项目基因组测序那时还不存在。他使用了另一种被称为连锁扫描的策略,即比较同一家族中受感染和未受影响成员的基因标记,以确定罪魁祸首基因的大致基因组邻居。

在KE家族受感染成员的DNA中,他发现了7号染色体上的强连锁信号。“这是我所见过的最有说服力的数据,”Fisher说。问题是,信号包含了一个很大的区域——大约100个基因,其中任何一个都可能是罪魁祸首。

弄清楚这些基因中的哪一个负责,如果不是偶然的电话,可能已经花了多年简·赫斯特是一名临床遗传学家,首先描述了KE家族3.。费希尔报告了7号染色体连锁后不久,赫斯特打电话给他,告诉他有一个患有语言缺陷的5岁男孩来到了她的诊所。“她说,‘他真的让我想起了柯洁的孩子们,’”费舍尔回忆说。

这个男孩带有一个遗传故障,有效地将他的染色体7分为两部分。Fisher曾与研究生莱西利亚莱才能与塞西莉亚莱一起使用,发现该男孩的断点是Foxp2中间的击球。

流行的新闻被新发现的Foxp2排列为第一个“语言基因”,Fisher说他是令人厌恶的。“这不是这个神奇,神话的事情,”他说。“但它仍然是一个非常令人兴奋的生物学。”

全世界的研究人员跳上了发现。例如,进化生物学家Svante Paabo在德国莱比锡的最大普朗克进化人类学研究所,与Fisher联合起来,以显示人类和黑猩猩的Foxp2序列中的差异4.。语言研究人员,例如斯蒂芬妮白加州大学洛杉矶分校也注意到了这一点。怀特用鸣禽来研究社会互动影响声音学习因为发现当成年鸟唱歌时,Foxp2蛋白水平上下循环到其大脑中。

自闭症网络:

FOXP2的发现被证明对自闭症研究特别重要——尽管在十年前没有人会想到这一点。2002年,也就是费希尔在牛津大学建立实验室的同一年,他和莫纳科报告说,他们在169个患有自闭症的家庭中没有发现FOXP2变异与自闭症之间的任何联系5.。费舍尔然后转移到其他项目。

他的第一个屏幕之一出现了CNTNAP2。该基因位于染色体区域中丹尼尔Geschwind和别的与孤独症和语言延迟。后来,Fisher与Geschwind合作,发现Foxp2拨打CNTNAP2的表达式,有些用SLI携带CNTNAP2变体的人6.

Foxp2结果有几个其他有趣的目标,包括自闭症风险基因相遇schizophrenia-linked DISC1。Foxp2家族中的其他蛋白质也在自闭症研究中造成。在2011年,例如,费舍尔和埃文为描述了一个带有两个突变的孩子:一个在CNTNAP2,另一个在FOXP17.

随着这些不同的研究证明,Fisher对打开复杂的生物奥秘更感兴趣,而不是推进任何特定技术。“他是质疑和好奇的驱动,”Sonja vernes.他曾是费雪的研究生,现在在他的新部门领导一个小组。“他很擅长选择合适的人来合作,尝试回答这些问题。”

费雪喜欢和别人一起工作,他的同事似乎也喜欢和他一起工作。例如,当费舍尔还在读研究生的时候,他的导师克雷格经常会在他家里为实验室举办聚会。克雷格说,费雪是“派对上的好手”,也是一位令人印象深刻的钢琴家。

有一次,在克雷格和他的妻子上楼睡觉后,克雷格倒下了楼上,以确保门被锁定。“我走了下来,有西蒙和两个或三个其他人仍然在钢琴周围,”他回忆说。“我们曾经有过得太美好的时光。”

今天,就像他当时一样,费雪专注于试图弥合基因和行为之间的鸿沟。例如,去年他和其他人发起了跨学科的奈梅亨基因组学计划(Nijmegen Cognomics Initiative),通过招募数千人进行测序、认知测试和大脑成像,来研究棘手的生物学问题。

在对有语言问题的人进行了十多年的研究之后,费雪还对另一个极端感兴趣:那些能够轻松掌握多种语言,能够毫不费力地将一种语言翻译成另一种语言的人。“在这一点上,这些特殊能力的生物学基础实际上是未知的,所以这应该是一个相当有趣的新领域,进入,”他说。

尽管他取得了许多成功,但费雪称自己是一个“想成为神经科学家的人”,并将他的成就归功于良好的合作和一定程度的运气。

“我认为你可能很幸运能够在科学中取得成功,”费舍尔说。“但其中一个秘密是了解何时以及如何抓住那些偶然的时刻。”

参考:

1.赖C.S.et al。自然413519 - 523 (2001)PubMed.

2. Lloyd S.E.et al。自然379.445 - 449 (1996)PubMed.

3.赫斯特J.A.et al。戴夫,医生,儿童神经32.352 - 355 (1990)PubMed.

4.Enard W.等。自然418,869-872(2002)PubMed.

5.纽伯里测向et al。是。J. HUM。遗传。701318 - 1327 (2002)PubMed.

6. Vernes S.C.et al。心血管病。j .地中海。359.2337 - 2345 (2008)PubMed.

7.O 'Roak B.J.et al。Nat,麝猫。43.585 - 589 (2011)PubMed.