尼安德特人（Homo neanderthalensis），是一種20萬年前活躍在歐洲地區的古人類，他們從12萬年前開始統治着整個歐洲、亞洲西部以及非洲北部，但令人驚訝的是，大約在3.5萬年前，尼安德特人的生活範圍卻開始快速縮小，最終在約3萬年前徹底滅絕。
值得注意的是，距今3.5萬年前，正是智人（Homo sapiens），也就是我們現代人類，來到歐洲的時間。因此，我們不難推測——尼安德特人的消失，與智人有脫不開的干係。
許多學者也認為正是智人的到來給尼安德特人帶來了滅頂之災。相比之下，身體更弱的智人，何以戰勝更強壯的尼安德特人，並成為人屬唯一現存物種的呢？
2022年9月9日，2022年諾貝爾生理學或醫學獎得主、德國馬克斯普朗克分子細胞生物學與遺傳學研究所的斯萬特·帕博（Svante Pääbo）等人在國際頂尖學術期刊 Science 上發表了題為：Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals 的研究論文。
該研究發現，一個關鍵蛋白——TKTL1 上的一個氨基酸的差異，讓我們人類比尼安德特人具有了顯著優勢，增加了大腦神經細胞的產生，這可能是現代人類與已滅絕的其他古代人類之間的認知差異的基礎。
新皮質（Neocortex）是大腦皮層的外部區域，是一種在進化上更先進的大腦結構，被廣泛認為賦予我們人類獨特而非凡的認知能力。然而，化石證據表明，尼安德特人的大腦在大小上與現代人類相似，它們在功能或結構上可能有何不同仍然未知。
人類大腦（左）和尼安德特人大腦（右）
在這項最新研究中，研究團隊將現代人類的基因組序列與尼安德特人及其他猿類的基因組序列進行了對比，對比結果顯示，現代人類的 TKTL1 基因中編碼了一種獨特氨基酸替代。尼安德特人和猿類中 TKTL1 基因中的賴氨酸（Lysine）在人類中被替換為了精氨酸（Arginine）。
接下來，研究團隊從兩方面入手，分別研究了 TKTL1 基因是否在大腦新皮質發育中起作用並影響神經祖細胞數量，以及古代 TKTL1 基因（aTKTL1）和現代 TKTL1 基因（hTKTL1）在新皮質發育過程中是否對神經祖細胞產生類似的影響。
研究在小鼠和雪貂大腦以及大腦類器官中過表達 TKTL1 基因，結果顯示，與 aTKTL1 相比，hTKTL1 的過表達產生更多的一類神經祖細胞——基底放射狀神經膠質細胞（bRG），從而促進新皮質神經元的增殖。
而在人類胎兒新皮質組織和大腦類器官中抑制 hTKTL1 表達，或用 aTKTL1 替換 hTKTL1，都會導致 bRG 和神經元生成的減少。
研究團隊表示，這項研究結果確定了現代人類的一個基因的單個特異性氨基酸替代在新皮質發育過程中發揮了控制神經祖細胞丰度的功能。暗示了尼安德特人與現代人類之間的大腦皮層神經祖細胞組成存在差異。
在人類中，TKTL1 基因編碼轉酮醇酶樣蛋白1，這是一種參與生成乙酰輔酶A的代謝途徑的酶，乙酰輔酶A用於脂肪酸生成。而基底放射狀神經膠質細胞（bRG）需要大量脂肪酸，因此，現代人類的 TKTL1 基因促進了 bRG 的增殖。這種機制可能代表了古代人類和現代人類之間大腦進化的一個關鍵驅動因素。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl6422
