Ποντίκια με ανθρώπινο DNA έχουν υπερφυσικό εγκέφαλο

Θέλοντας να μάθουν τι είναι αυτό που κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο ανθρώπινο, αμερικανοί γενετιστές μεγέθυναν θεματικά τους εγκεφάλους ποντικών εισάγοντάς τους ένα μικρό τμήμα από το ανθρώπινο DNA.

Η εν λόγω αλληλουχία φαίνεται πως είναι ένας από τους γενετικούς παράγοντες στους οποίους οφείλουμε την ανθρώπινη γλώσσα και νοημοσύνη, λένε οι ερευνητές που υπογράφουν τη δημοσίευση στην επιθεώρηση Current Biology.

Διαβάστε επίσης:


Ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα κάνουν τα ποντίκια ιδιοφυΐες
Ποντίκια με ανθρώπινο γονίδιο «μαθαίνουν πιο γρήγορα»

Στην πορεία της ανθρώπινης εξέλιξης ο εγκέφαλος διογκώθηκε θεαματικά, ωστόσο το πώς συνέβη αυτό είναι δύσκολο να εξηγηθεί: Η ομοιότητα του ανθρώπινου γονιδιώματος με το γονιδίωμα του χιμπατζή ξεπερνά το 95%. Πώς γίνεται να μεγάλωσε τόσο ο εγκέφαλος του ανθρώπου αν σχεδόν όλα τα γονίδιά του είναι ίδια με του στενού συγγενή του;

Η νέα μελέτη εστιάζεται σε γενετικές αλληλουχίες που ρυθμίζουν τη λειτουργία γειτονικών γονιδίων και ονομάζονται ενισχυτές.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Duke στη Βόρειο Καρολίνα σάρωσαν βάσεις γενετικών δεδομένων αναζητώντας ενισχυτές που ενεργοποιούνται στον εγκέφαλο κατά την εμβρυακή ανάπτυξη και διαφέρουν στον άνθρωπο και τον χιμπατζή.

Η αναζήτηση αποκάλυψε 106 υποσχόμενες αλληλουχίες ενισχυτών, από τις οποίες οι έξι παρευρίσκονταν κοντά σε γονίδια που πιστεύεται ότι επηρεάζουν την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Στο επόμενο βήμα, οι ερευνητές δημιούργησαν γενετικά τροποποιημένα έμβρυα ποντικού, τα οποία έφεραν είτε την ανθρώπινη εκδοχή αυτών των ενισχυτών, είτε τις αντίστοιχες αλληλουχίες του χιμπατζή.

Ένας από τους έξι ανθρώπινους ενισχυτές, με την ονομασία HARE5, αύξησε το μέγεθος του εγκεφάλου των εμβρύων κατά 12% περισσότερο από ό,τι ο αντίστοιχος ενισχυτής του χιμπατζή.

Ο ανθρώπινος HARE5 διαφέρει μόνο σε 16 βάσεις, ή «γράμματα» του DNA, από τον HARE5 του χιμπατζή, ενεργοποιούνταν όμως πιο νωρίς κατά την εμβρυακή ανάπτυξη και παρέμενε πιο ενεργός.

«Το συναρπαστικό είναι ότι οι διαφορές στην δραστηριότητα [των δύο ενισχυτών] ανιχνεύθηκαν σε μια κρίσιμη φάση της εμβρυακής ανάπτυξης: όταν τα πρόδρομα νευρικά κύτταρα πολλαπλασιάζονταν, λίγο πριν αρχίσουν να παράγουν νευρώνες» επισημαίνει η Ντέμπρα Σίλβερ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο ενισχυτής HARE5 ρυθμίζει τη λειτουργία του γειτονικού γονιδίου Frizzled8, τμήμα ενός μοριακού μονοπατιού που εμπλέκεται στην ανάπτυξη του εγκεφάλου.

Τα έμβρυα ποντικών με τον ανθρώπινο HARE5 έφεραν πολύ περισσότερους νευρώνες, ειδικά στον λεγόμενο νεοφλοιό του εγκεφάλου, ο οποίος αναλαμβάνει ανώτερες νοητικές λειτουργίες όπως η γλώσσα και η λογική σκέψη.

Επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να παρακολουθήσουν μέχρι την ενηλικίωση τα γενετικά τροποποιημένα ποντίκια και να μετρήσουν τυχόν αύξηση της νοημοσύνης.

Παραδέχονται πάντως ότι ο ενισχυτής HARE5 πρέπει είναι ένα μόνο κομμάτι ενός μεγάλου παζλ «Αυτό που βρήκαμε είναι ένα τμήμα της γενετικής εξήγησης του γιατί έχουμε μεγάλο εγκέφαλο» σχολιάζει ο Γκρέγκορι Ρέι, επίσης μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Δείχνει με ανάγλυφο τρόπο πόσο περίπλοκες πρέπει να ήταν αυτές οι αλλαγές [που οδήγησαν στον μεγάλο εγκέφαλό μας]. Πιθανότατα όμως είναι ένα μόνο κομμάτι -ένα μικρό κομμάτι» παραδέχεται.