Како луѓето развиваат поголем мозок од мајмуните

Една нова студија е прва што идентификува како човечкиот мозок расте многу поголем, со три пати повеќе неврони, во споредба со мозокот на шимпанзата и горилата. Студијата, водена од истражувачи на Лабораторијата за молекуларна биологија на Советот за медицински истражувања (МРЦ) во Кембриџ, Велика Британија, идентификува клучен молекуларен прекинувач кој може да направи органоидите на мозокот на мајмуните да растат и се развиваат повеќе како човечки органоиди и обратно.

Студијата, објавена во списанието Cell, ги спореди „органоидите на мозокот“ (3Д ткива израснати од матични клетки кои го моделираат раниот развој на мозокот, и кои се одгледувани од матични клетки на човек, горила и шимпанзо).

Слично на вистинските мозоци, органоидите на човечкиот мозок пораснаа многу поголеми од органоидите од другите мајмуни.

Д-р Медлин Ланкастер, од лабораторијата за молекуларна биологија на МРЦ, која ја предводеше студијата, рече: „Ова дава некои од првите увиди во она што е различно во развојот на човечкиот мозок и што нè издвојува од нашите најблиски живи роднини, другите големи мајмуни Највпечатливата разлика помеѓу нас и другите мајмуни е колку неверојатно голем е нашиот мозок “.

За време на раните фази на развој на мозокот, невроните се создаваат од матични клетки наречени нервни прогенитори. Овие прогениторни клетки првично имаат цилиндрична форма што им го олеснува разделувањето во идентични ќерки клетки со иста форма.

Колку пати нервните прогениторни клетки се размножуваат во оваа фаза, толку повеќе неврони ќе има подоцна. Како што клетките созреваат и го забавуваат нивното множење, тие се издолжуваат, формирајќи облик на истегнат конус саличен на дршка за сладолед.

Човечките прогениторни клетки ја задржаа својата форма слична на цилиндар подолго од другите мајмуни и за тоа време тие се делеа почесто, произведувајќи повеќе клетки.

Оваа разлика во брзината на премин од нервни прогенитори кон неврони значи дека човечките клетки имаат повеќе време за размножување. Ова би можело да биде главниот процес кој е одговорен за приближно тројно поголемиот број на неврони во човечките мозоци во споредба со мозоците на горилите и шимпанзите.

Д-р Ланкастер изјави: „Откривме дека доцнењето на промената на обликот на клетките во раниот мозок е доволно за да се промени текот на развојот, помагајќи да се утврди бројот на неврони што се создаваат.

„Извонредно е што релативно едноставната еволутивна промена во обликот на клетките може да има големи последици во еволуцијата на мозокот. Се чувствувам како навистина да научивме нешто фундаментално за прашањето – што е тоа што не прави луѓе“.

За да го откријат генетскиот механизам кој ги движи овие разлики, истражувачите ја споредиле експресијата на гените во органоидите на човечкиот мозок наспроти другите мајмуни – кои гени се вклучуваат и исклучуваат.

Тие идентификувале разлики во генот наречен „ZEB2“, кој бил вклучен порано во органоидите на мозокот на горила отколку во органоидите на човекот.

За да ги тестираат ефектите на генот во прогениторните клетки на горилата, тие го одложиле дејството на ZEB2. Ова го забавило созревањето на прогениторните клетки, со што органоидите на мозокот на горила се развивале слично како кај човекот – побавно и поголеми.

Спротивно на тоа, вклучувањето на генот ZEB2 порано во човечките прогениторни клетки промовираше предвремена транзиција во човечките органоиди, така што тие се развивале повеќе како органоидите на мајмуните.

Истражувачите забележуваат дека органоидите се модел и, како и сите модели, не треба целосно да ги реплицираат вистинските мозоци, особено зрелата функција на мозокот. Но, за основните прашања во врска со нашата еволуција, овие модели на мозочни ткива обезбедуваат единствен преглед на клучните фази на развојот на мозокот, што поинаку би било невозможно да се проучи.

Извор: Science News UK Research and Innovation 24.03.2021