Учени въведоха човешки ген ARHGAP11B в маймунски фетус

Генът е увеличил размера на мозъка на маймуната, като включително е получил и нагъване, подобно на това на човешкия мозък. Изследването за пореден път поставя някои сериозни етични въпроси относно генното инженерство.

В експеримент, който може да предвещава реална ситуация, като тази на планетата на маймуните, учените снаждат човешки гени в плода на маймуна, за да увеличат значително размера на мозъка на примата. И се получава.

Изследователи от германския Институт по молекулярна клетъчна биология и генетика Макс Планк и Централния институт за експериментални животни в Япония въведоха специфичен човешки ген ARHGAP11B в плода на обикновена мармозетка, причинявайки разширяване на неокортекса на мозъка на маймуната. Учените съобщават за своите открития в Science.

Неокортексът е най-новата част на мозъка, която еволюира. Това е в името – „нео“, което означава ново, и „кора“, което означава, кората, обвивката. Тази външна обвивка съставлява над 75 процента от човешкия мозък и е отговорна за много от предимствата и странностите, които ни правят уникални хора, включително способни на разсъждения и сложен език.

Не след дълго, когато нашите предци хоминиди се разклоняват от еволюционното дърво на настоящите ни братовчеди – шимпанзетата, мозъкът им претърпява бързо нарастване и разширяване, като почти се утроява по размер за период от 3 милиона години. Мозъкът на хоминидите нараства толкова бързо, че се стяга в бавно развиващите се черепи, причинявайки отчетливото при човека сгъване на неокортекса в мозъчни „бръчки“.

Учените смятат, че това е резултат от редица еволюционни фактори, но изразът на ARGHAP11B, нещо уникално за хоминидите, може да даде тласък на мозъка на нашите предци и близките, но вече изчезнали роднини, неандерталците и денисовците.

Предишни проучвания показват, че ARHGAP11B, когато неестествено се изразява в мишки и порове, също причинява разширяване на неокортекса. Това обаче беше първият път, когато генът беше използван при нечовешки примати и с типични човешки нива на експресия, което допълнително предполага, че генът играе ключова роля в нашата еволюция.

ARGHAP11B възниква при нашите предци преди около 5 милиона години, когато става щастлив малък инцидент, копиращ ежедневния ген ARGHAP11A. При еволюционна грешка еднократното заместване на една нуклеотидна база (молекулите, които кодират ДНК) с друга довежда до загубата на 55 нуклеотида от ARHGAP11B. Подобно на компютър, който чете неправилен код, мутацията кара клетките на мозъка, произвеждащи неврони, да се възползват повече от себе си за по-дълги периоди от време, което води до по-голям неокортекс.

„Открихме наистина, че неокортексът на общия мозък на мармозетката е увеличен и мозъчната повърхност е нагъната “, казва Майкъл Хайде, водещият автор на изследването, в съобщение за пресата. „Нейната кортикална плоча също беше по-дебела от нормалното.“ Той продължава:

„Освен това, можем да видим увеличен брой основни радиални глиани предшественици във външната субвентрикуларна зона и увеличен брой неврони от горния слой, невронен тип, който се увеличава при еволюцията на приматите.“

Учените наричат ​​тези хибриди човек-маймуна „трансгенни нечовешки примати“, което може да е достатъчно, за да повдигне много етични въпроси при експерименти с примати, камо ли при въвеждане на човешки гени в други животни.

Поради тази причина изследователите ограничават своето изследване до маймунски плодове, които бяха извадени чрез цезарево сечение след отглеждане в продължение на 100 дни. Разрешаване на експеримента да премине през феталната фаза и позволяването на маймуните, носещи човешки гени, да бъдат родени, би било безотговорно и неетично, заявява съавторът на изследването Вайланд Хутнер.

„Ние ограничихме нашите опити и анализи до мармозетка, тъй като очаквахме, че експресията на този специфичен за човека ген ще повлияе на развитието на неокортекса при тези маймуни“, казва Хутнер. Това е задължително условие – и задължително от етична гледна точка – първо да се определят ефектите от ARHGAP11B върху развитието на неокортекса на плода на мармозетката . „

Публикувано в Popular Mechanics.