Всего один ген. Ученые вырастили зародыш мартышки с увеличенной корой мозга

22 июня 2020, 08:05
Цей матеріал також доступний українською

Исследователи из Германии и Японии показали, что специфичный для человека ген отвечает за увеличение размеров так называемой новой коры мозга (неокортекса) у мартышек.

В эксперименте у обыкновенных игрунок с человеческим геном ARHGAP11B кора больших полушарий мозга выросла более длинной и толстой, чем у диких обезьян.

Расширение человеческого мозга в процессе эволюции, особенно неокортекса, связано с нашими когнитивными способностями, такими как мышление и язык. Ген ARHGAP11B, который обнаруживается только у людей, запускает развитие стволовых клеток мозга с образованием большего количества клеток, что является необходимым условием для большего мозга.

Видео дня

Исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездене вместе с коллегами из Центрального института экспериментальных животных (CIEA) в Кавасаки и Университета Кейо в Токио показали, что специфичный для человека ген при экспрессии до физиологического уровня, вызывает увеличение неокортекса у обыкновенного мартышки, обезьяны Нового Света. То есть, ген ARHGAP11B мог вызывать расширение неокортекса во время эволюции человека.

Для этого ученые с помощью специального ретровируса ученые вставили ARHGAP11B в оплодотворенные яйцеклетки обыкновенных игрунок (Callithrix jacchus). Затем эмбрионы пересадили самкам, а на 101 день беременности сделали кесарево сечение, оценили размер мозга эмбрионов.

Оказалось, что у животных удвоилась толщина мозга, а также значительно увеличилось количество стволовых и зародышевых клеток, из которых образуются те слои мозга, которые наиболее сильно отличаются у человека и других приматов.

Также исследование продемонстрировало, что добавленный ген, помимо увеличения размера и количества складок в неокортексе, контролирует выработку определенных нейронов, которые развиваются позже и важны для обработки информации.

Виланд Хаттнер, руководивший исследованием, добавляет: «Мы ограничивали наши анализы только зародышами мартышки, потому что предполагали, что экспрессия этого специфичного для человека гена будет влиять на развитие неокортекса у мартышек». Иными словами, обезьяны с увеличенной корой мозга так и не появились на свет из-за «возможных непредвиденных последствий».

По словам авторов работы, эти результаты позволяют предположить, что специфичный для человека ген ARHGAP11B мог вызвать расширение неокортекса в ходе эволюции человека.

Ранее НВ писал, что ученые вырастили «мини-мозг» из стволовых клеток человека, содержащих неандертальскую ДНК, чтобы пролить свет на то, как Homo neanderthalensis повлияли на наше развитие.

В своем исследовании генетик Грэй Кэмп из Института эволюционной антропологии им. Макса Планка в Германии и его коллеги проанализировали клеточные линии, взятые из Инициативы плюрипотентных стволовых клеток, индуцированных человеком, или HipSci, как ее называют.

В общей сложности Кэмп и его коллеги проследили за изменениями в активности около 535 генов, которые были связаны с вкраплениями неандертальского генома в ДНК клеток этих органоидов. Наконец, команда смогла продемонстрировать, что полученные данные позволили им отслеживать РНК, произведенную неандертальцами, в различных процессах разработки.

«Использование индуцированных линий стволовых клеток для изучения функций архаичной ДНК человека является неиспользованным, но очень интересным подходом. Никто никогда не мог взглянуть на роль неандертальской ДНК в процессе развития», — сказал доктор Кэмп.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X