17 февраля 2021
Z Гранит науки Все выпуски

Органоиды головного мозга с неандертальской версией одного из генов указали на особенности нашего эволюционного развития


Время выхода в эфир: 17 февраля 2021, 08:36

В очередной попытке понять как возник сложный мозг вида Homo sapiens ученые обратились к лабораторным экспериментам: выращивая ткань головного мозга, мини-версию нормального органа, которая называется органоид, из перепрограммированных человеческих клеток они заменили один из генов на его аналог из генома неандертальца. Неандертальцы, архаичные люди, жившие в интервале от 500 000 до 11 700 лет назад, на протяжении определенного времени скрещивались с нашим видом Homo sapiens. Мозг неандертальцев был таким же большим как наш, но антропологи считают, что работал он по-другому, хотя бы потому, что за сотни тысяч лет своего существования неандертальцы не достигли технологических и художественных успехов нашего вида. Начав свои исследования с целью выявления ключевых основ этих межвидовых различий нейробиолог Элиссон Муотри (Alysson Muotri) из Калифорнийского университета Сан-Диего (University of California, San Diego) сравнил геномы современных людей и двух архаичных видов, неандертальцев и денисовцев. Так был обнаружен 61 ген, который у современных людей имеет один вариант, а у архаичных видов – другой. Затем Муотри с коллегами, используя систему редактирования генов CRISPR, модифицировали один из выявленных генов в стволовых клетках, преобразованных из клеток кожи человека. Это ген NOVA1, который регулирует активность других генов на ранних стадиях развития головного мозга. Редактирование всего лишь одного основания ДНК в последовательности этого гена превратило его в неандертальский вариант NOVA1. Вырастив скопления нейронов головного мозга с неандертальской версией гена и без нее, ученые сравнили полученные органоиды и увидели, что органоиды с измененным геном отличались скоростью роста, внешним видом и электрической активностью. Статья об этом опубликована в Science.

Модификация гена NOVA1 с превращением его в неандертальский привела к более быстрому созреванию органоида, формированию у него неровной сложной поверхности, а также к большей, чем у немодифицированного аналога, электрической возбудимости. Изменились и связи между нейронами, синапсы, которые обусловлены взаимодействием ключевых белков. Более того, электрические импульсы у модифицированных органоидов были не столь синхронизированы как в органоидах, состоящих из клеток с генами одного только современного человека. По мнению авторов экспериментов, различное поведение органоидов, вызванное заменой всего лишь одной «буквы» ДНК, допускает предположение о разнице в работе мозга неандертальца и современного человека. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».



Загрузка комментариев...

Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире