Всього один ген. Вчені виростили зародок мавпи зі збільшеною корою мозку
Дослідники з Німеччини і Японії показали, що специфічний для людини ген відповідає за збільшення розмірів так званої нової кори мозку (неокортексу) у мавп.
В експерименті у звичайних ігрунок з людським геном ARHGAP11B кора великих півкуль мозку виросла більш довгою і товстою, ніж у диких мавп.
Розширення людського мозку в процесі еволюції, особливо неокортексу, пов’язане з нашими когнітивними здібностями, такими як мислення і мовлення. Ген ARHGAP11B, який є тільки у людей, запускає розвиток стовбурових клітин мозку з утворенням більшої кількості клітин, що є необхідною умовою для більшого мозку.
Дослідники з Інституту молекулярної клітинної біології та генетики ім. Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездені разом з колегами з Центрального інституту експериментальних тварин (CIEA) в Кавасакі і Університету Кейо в Токіо показали, що специфічний для людини ген при експресії до фізіологічного рівня, викликає збільшення неокортексу у звичайної ігрунки, мавпи Нового Світу. Тобто, ген ARHGAP11B міг викликати розширення неокортексу під час еволюції людини.
Для цього вчені за допомогою спеціального ретровірусу вчені вставили ARHGAP11B в запліднені яйцеклітини звичайних игрунок (Callithrix jacchus). Потім ембріони пересадили самкам, а на 101 день вагітності зробили кесарів розтин, оцінили розмір мозку ембріонів.
Виявилося, що у тварин подвоїлася товщина мозку, а також значно збільшилася кількість стовбурових і зародкових клітин, з яких утворюються ті шари мозку, які найбільше відрізняються у людини та інших приматів.
Також дослідження показало, що доданий ген, крім збільшення розміру та кількості складок в неокортексі, контролює вироблення певних нейронів, які розвиваються пізніше і важливі для обробки інформації.
Віланд Хаттнер, який керував дослідженням, додає: «Ми обмежували наші аналізи тільки зародками мавпи, тому що припускали, що експресія цього специфічного для людини гена впливатиме на розвиток неокортексу у мавп». Іншими словами, мавпи із збільшеною корою мозку так і не народилися через «можливі непередбачені наслідки».
За словами авторів роботи, ці результати дозволяють припустити, що специфічний для людини ген ARHGAP11B міг викликати розширення неокортексу в ході еволюції людини.
Раніше НВ писав, що вчені виростили «міні-мозок» зі стовбурових клітин людини, що містять неандертальську ДНК, щоб пролити світло на те, як Homo neanderthalensis вплинули на наш розвиток.
У своєму дослідженні генетик Грей Кемп з Інституту еволюційної антропології ім. Макса Планка в Німеччині та його колеги проаналізували клітинні лінії, взяті з Ініціативи плюріпотентних стовбурових клітин, індукованих людиною, або HipSci, як її називають.
В цілому Кемп і його колеги простежили за змінами в активності близько 535 генів, які були пов’язані з вкрапленнями неандертальського геному в ДНК клітин цих органоїдів. Нарешті, команда змогла продемонструвати, що отримані дані дозволили їм відслідковувати РНК, вироблену неандертальцями, в різних процесах розробки.
«Використання індукованих ліній стовбурових клітин для вивчення функцій архаїчної ДНК людини є невикористаним, але дуже цікавим підходом. Ніхто ніколи не міг поглянути на роль неандертальської ДНК в процесі розвитку», — сказав доктор Кемп.
