Kategoriler
Bilim Haberler

Neandertal Mutasyonu Beyin Gelişimini Değiştiriyor

Beynimizin Neandertallerden farkı nedir? Bu soruyu yanıtlamak için araştırmacılar yeni bir model sistem oluşturdular: İnsan kök hücrelerine bir Neandertal geni yerleştirdiler ve onları laboratuvarda beyin organoidleri denen mini beyinleri büyütmek için kullandılar. Neandertal mutasyonuna sahip organoidler daha yavaş gelişti, farklı şekillendi ve uyaranlara yalnızca modern insanın genetik materyalini içerenlerden farklı yanıt verdi. Küçük genetik değişiklikler bu nedenle türümüzün beyin gelişimini ilerletmiş olabilir.

İnsan evriminin tarihini ele alan birçok çalışma arkeolojik buluntulara ve fosillere dayanmaktadır. Bu tür çalışmalar beynin gelişimi hakkında neredeyse hiçbir açıklama yapamaz, çünkü geriye sadece kafatasının şekli kalır – beyinlerin kendisi taşlaşmaz. Birkaç yıldır tıbbi araştırmalarda, beynin küçük modellerinin insan kök hücrelerinden yeniden üretildiği bir teknoloji oluşturuldu. Bu sözde beyin organoidleri, örneğin, hayvan modellerinde çoğalması zor olan nörolojik hastalıkları araştırmak için kullanılır.

Modern kök hücrelerde Neandertal geni

California Üniversitesi’nden Cleber Trujillo liderliğindeki bir ekip, soyu tükenmiş atalarımızın beyin gelişimine yeni bakış açıları elde etmek için bu organoid yaklaşımı kullandı. Bunu yapmak için, araştırmacılar ilk önce modern insanlar ile en yakın iki akrabası Neandertaller ve Denisovanlar arasındaki genetik farklılıkları katalogladılar. Bunu yaparken Homo sapiens, Neandertal ve Denisova’da benzer olan ancak mutasyonlardan dolayı belirli sapmalar gösteren 61 gen belirlediler.

Bu genlerden biri olan NOVA1, beyin gelişimindeki rolü ile bilinir. Sinir hücrelerinin oluşumunda ve ağ oluşturmasında rol oynayan diğer birçok gen ürününü etkiler. Tek bir mutasyon, modern insanların gen varyantını Neandertallerde ve Denisovalılarda bulunanlardan ayırır. Araştırmacılar, “Bu genetik değişimin modern insan beyninin evriminde önemli bir olay olduğunu varsayıyoruz” diye yazıyor. Mutasyonun nasıl bir etkiye sahip olduğunu bulmak için, NOVA1’in Neandertal varyantını Crispr / Cas9 gen makası yardımıyla insan kök hücrelerine soktular. Genetiği değiştirilmiş bu kök hücrelerden, Neandertal beyninin özelliklerini taklit eden beyin organoidleri ürettiler.

Bilim haberleri ve daha fazlası Dırdırcı‘da…

Tek mutasyon, birçok etki

Çıplak gözle bile Neandertal beyin organoidleri, sadece modern insanların genetik materyalini içerenlerden farklı görünüyordu: Daha küçüktüler ve daha karmaşık bir yüzeye sahiplerdi. Daha yakın analizler daha fazla farklılığı ortaya çıkardı: Arkaik beyin organoidleri daha yavaş gelişti ve sinapsları – sinir hücreleri arasındaki bağlantılar – daha az işlevseldi. Araştırmacılar beyin dokusunu elektrik sinyalleri ile uyardıklarında, Neandertal organoidleri erken aşamalarda daha güçlü reaksiyonlar gösterdi, ancak modern beyin organoidlerinin aksine, ağ oluşturmak için senkronize olmadılar.

Trujillo’nun meslektaşı Alysson Muotri, “İnsan DNA’sındaki tek bir baz çifti değişikliğinin beynin nasıl bağlandığını değiştirebileceğini görmek büyüleyici” diyor. “Bu değişimin evrimsel tarihimizde tam olarak nasıl ve ne zaman gerçekleştiğini bilmiyoruz. Ancak önemli görünüyor ve sosyal davranış, dil, adaptasyon, yaratıcılık ve teknoloji kullanımındaki bazı modern becerilerimizi açıklamaya yardımcı olabilir. “

Gelecekte, araştırmacılar beynimizin evrimi hakkında daha fazla bilgi edinmek için beyin organoidlerini kullanmak istiyorlar. “Bu çalışma, modern insanlar ile soyu tükenmiş akrabalarımız arasında farklılık gösteren tek bir gene odaklandı. Daha sonra, diğer 60 gene bakmak ve iki veya daha fazla genin herhangi biri veya bir kombinasyonu değişirse ne olacağını öğrenmek istiyoruz ”diyor Muotri. Kök hücre biyolojisi, sinirbilim ve paleogenetiğin birleşimi, ilk insanların beyin işlevi hakkında tamamen yeni hipotezlerin oluşturulmasını ve test edilmesini sağlar.

Kaynak: Cleber Trujillo (University of California San Diego) ve diğerleri, Science

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir