Группа исследователей внедрила в органоид мозга шимпанзе уникальный ген ARHGAP11B, который есть только у человека. Генетическая модификация привела к увеличению количества стволовых клеток головного мозга, связанных с ростом мозга, и к увеличению количества тех нейронов, которые играют решающую роль в экстраординарных умственных способностях человека.
Шимпанзе — один из ближайших родственных видов современного человека. Поскольку эксперименты на живых обезьянах запрещены, исследователи использовали плюрипотентные стволовые клетки, чтобы создать крошечные модели мозга в пробирке. Такие органоиды были выращены из мозга человека и шимпанзе.
Ученые давно знали, что ген ARHGAP11B играет важную роль в развитии новой коры (неокортекса) головного мозга, ключевой области, отвечающей за мышление. Однако до настоящего времени оставалось неясно, насколько существенного его влияние.
3 мм срез органоида мозга мартышки. Стволовые клетки мозга обезьяны окрашены в красный цвет;
а клетки, получившие ген ARHGAP11B, — зеленым цветом. Изображение: Jan Fischer, DPZ
Эксперименты показали, что внедрение этого гена в органоид обезьяны вызывает активный рост нейронов и формирование большого неокортекса. И наоборот, если отключить ARHGAP11B в органоидах головного мозга человека, то количество таких нейронов падало до уровня шимпанзе.
Мы смогли показать, что ARHGAP11B играет решающую роль в развитии неокортекса в ходе эволюции человека.
Майкл Хайде, исследователь из Немецкого центра приматов
Исследователи полагают, что с учетом высокой роли гена мутации в нем могут объяснять различные пороки развития неокортекса. Возможно, дальнейшие исследования помогут не только объяснить эволюцию человека, но и найти способ борьбы с такими заболеваниями.
