Біологія
Біологія

Вчені виростили схожі на неандертальські та денисівські органоїди мізків

Американські вчені виростили в лабораторії органоїди мізків, генетично подібні на мізки неандертальців та денисівців. Завдяки цьому вчені з'ясували, що відмінність навіть в одному гені між сучасними та вимерлими видами людей могла мати значний вплив на еволюцію нашого виду. Про це написали дослідники у статті журналу Science.

«Мінімізки» з неандертальським варіантом гену NOVA1. Muotri Lab / University of California, San Diego

«Мінімізки» з неандертальським варіантом гену NOVA1. Muotri Lab / University of California, San Diego

Чому цим зацікавилися?

Людьми ми звикли називати лише себе, проте численні дослідження свідчать, що у минулому існувало багато інших видів людей, які чомусь вимерли у доісторичному періоді та залишили нас самих. Одними з наших найближчих родичів вважають денисівців та неандертальців, чиї гени можна знайти в геномах величезної кількості сучасних людей. Аналіз їхніх решток вказує, що мозок цих древніх людей був загалом був подібний на наш, однак, найімовірніше, працював інакше, ніж у Homo sapiens. Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вирішили покопатися в мізках людей сучасних та вимерлих, щоб детальніше з'ясувати відмінності між ними.

Чим зайнялися науковці?

Рештки вимерлих неандертальців та денисівців дали змогу вченим проаналізувати їхні геноми. Тож у новому дослідженні науковці порівняли геноми сучасних людей і вимерлих родичів. Так з'ясувалося, що у нас відрізняється близько 61 ген. Найбільше привернув увагу ген NOVA1, оскільки він найбільш активний у період розвитку мозку та нервової системи. Цікаво, що наша версія гену відрізнялася від версій неандертальців та денисівців усього на одну пару основ, тож вчені вирішили створити мініатюрний варіант мізків, що був би подібним до неандертальського та денисівського.

За допомогою технології редагування геному CRISPR дослідники замінили пару основ у людських стовбурових клітинах на версію вимерлих людей, з яких виростили органоїди мозку у чашках Петрі, що мали ознаки неандертальських та денисівських.

Що стало з «мінімізками»?

Автори пишуть, що навіть внесення такої незначної зміни всього в один ген людських клітин мало суттєвий вплив на розвиток «мінімізків». Не-людські органоїди розвивалися повільніше, були меншими в діаметрі й формували складну, нерівномірну поверхню, замість гладкої. Електричні імпульси в модифікованих органоїдах також були дещо менш синхронізованими, ніж у моделях мізків сучасних людей. Загалом зміна пари основ у гені NOVA1 потягла за собою зміни експресії ще близько 277 генів, що призвело до інакших механізмів формування синапсів, ніж звичайно.

Можливо, саме такі відмінності, що проявилися в інакших механізмах оброблення інформації, дали нашим предкам перевагу у виживанні. Водночас органоїди не дають змогу побачити повну картину: вони відображають лише процес розвитку органу, і невідомо, як ці генетичні відмінності впливають на роботу дорослого мозку.


Оновлено 14.02.2021: видалена фотографія, яка помилково була підписана як «Органоїди з неандертальським варіантом гену NOVA1».

органоїди
Вирощені в лабораторіях мініатюрні, спрощені версії органів.