Не торопитесь: развитие мозга у неандертальцев и современных людей различалось
Newswise — После того, как предки современных людей отделились от предков неандертальцев и денисовцев, их азиатских родственников, около сотни аминокислот, строительных блоков белков в клетках и тканях, изменились у современных людей и распространились почти на всех современных людей. Биологическое значение этих изменений в значительной степени неизвестно. Однако шесть из этих аминокислотных замен произошли в трех белках, играющих ключевую роль в распределении хромосом, носителей генетической информации, в две дочерние клетки во время клеточного деления.
Влияние современных человеческих переменных на развитие мозга
Чтобы исследовать значение этих шести изменений для развития неокортекса, ученые впервые внедрили современные человеческие варианты у мышей. Мыши идентичны неандертальцам по этим шести позициям аминокислот, поэтому эти изменения сделали их моделью развивающегося современного человеческого мозга. Фелипе Мора-Бермудес, ведущий автор исследования, описывает открытие: «Мы обнаружили, что три аминокислоты современного человека в двух белках вызывают более длительную анафазу, фазу, в которой хромосомы готовятся к клеточному делению, и это приводит к меньшему количеству ошибок, когда хромосомы распределяются между дочерними клетками, нервными стволовыми клетками, точно так же, как у современных людей». Чтобы проверить, оказывает ли аминокислотная группа неандертальцев противоположный эффект, исследователи затем ввели наследственные аминокислоты в органоиды человеческого мозга — миниатюрные органоподобные структуры, которые можно выращивать из стволовых клеток человека в чашках для культивирования клеток in vitro и которые имитируют это. . Аспекты раннего развития человеческого мозга. «В этом случае метафаза стала короче, и мы обнаружили больше ошибок хромосомного распределения». По словам Мора-Бермудес, это показывает, что эти недавние изменения в трех человеческих аминокислотах в белках, известных как KIF18a и KNL1, ответственны за меньшее количество ошибок хромосомного распределения, наблюдаемых у современных людей, чем в моделях неандертальцев и шимпанзе. «Ошибки в количестве хромосом — плохая идея для клеток, что можно увидеть при таких расстройствах, как трисомия и рак», — добавляет он.
Наше исследование предполагает, что некоторые аспекты развития и функционирования мозга современного человека могут не зависеть от размера мозга, потому что у неандертальцев и современных людей мозг был одинакового размера. Полученные данные также свидетельствуют о том, что функция мозга неандертальцев может быть более подвержена влиянию хромосомных ошибок, чем у современных людей», — резюмирует Велланд Хаттнер, соавтор исследования. «Чтобы проверить, влияет ли низкий уровень ошибок на черты современного человека, связанные с работой мозга».
——-
О MPI-CBG
Институт молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG), расположенный в Дрездене, является одним из более чем 80 институтов Общества Макса Планка, независимой некоммерческой организации в Германии. 550 любопытных ученых из более чем 50 стран задаются вопросом: как клетки формируют ткани? Основные исследовательские программы MPI-CBG охватывают несколько масштабов, от молекулярных сборок до органелл, клеток, тканей, органов и организмов. MPI-CBG вкладывает значительные средства в услуги и оборудование, чтобы предоставить ученым-исследователям общий доступ к сложным и дорогостоящим технологиям. www.mpi-cbg.de
Об Институте эволюционной антропологии Макса Планка (MPI EVA)
Институт эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге изучает происхождение и эволюцию человека, изучая гены, культуру и когнитивные способности людей, живущих сегодня, вымерших человеческих форм и обезьян. www.eva.mpg.de