|
“Mini-εγκέφαλοι” τύπου Neanderthal |
Οι ερευνητές δημιούργησαν οργανοειδή μικροσκοπικών
εγκεφάλων που περιέχουν μια παραλλαγή γονιδίου που απαντάται σε δύο
εξαφανισμένους συγγενείς του σύγχρονου ανθρώπου, τους Neanderthal και τους
Denisovan.
Οι ιστοί, που συντέθηκαν με την χρήση
ανθρώπινων βλαστικών κυττάρων, παρουσιάζουν διακριτές διαφορές συγκριτικά με τα
ανθρώπινα οργανοειδή στη μορφολογία, όπως στο σχήμα και την υφή.
Τα ευρήματα αυτά θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους
επιστήμονες να κατανοήσουν τα γενετικά μονοπάτια που επέτρεψαν στον ανθρώπινο
εγκέφαλο να εξελιχθεί. Ο σύγχρονος άνθρωπος συνδέεται στενότερα με τους
Neanderthal και τους Denisovan από οποιοδήποτε άλλο αρτίγονο πρωτεύον, με
περίπου το 40% του γονιδιώματος των Neanderthal να εντοπίζεται στον ανθρώπινο
πληθυσμό. Ωστόσο, οι ερευνητές έχουν περιορισμένα μέσα για να μελετήσουν τους
εγκεφάλους αυτών των αρχαίων ειδών, δεδομένου ότι οι μαλακοί ιστοί δεν
διατηρούνται καλά και οι περισσότερες μελέτες βασίζονται στην εξέταση του
μεγέθους και του σχήματος των απολιθωμένων κρανίων. Η γνώση του τρόπου με τον
οποίο τα γονίδια του είδους διαφέρουν από τον άνθρωπο είναι σημαντική γιατί
βοηθά τους ερευνητές να κατανοήσουν τι κάνει τους ανθρώπους μοναδικούς - ειδικά
σε ό,τι αφορά τον εγκέφαλό μας.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής την Alysson Muotri,
νευροεπιστήμονα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, χρησιμοποίησαν
την τεχνική επεξεργασίας γονιδιώματος CRISPR-Cas9 για να εισαγάγουν τη
παραλλαγή που χαρακτήριζε τους Neanderthal και τους Denisovan ενός γονιδίου που
ονομάζεται NOVA1 σε ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να
διαφοροποιηθούν σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου. Τα καλλιέργησαν για να
σχηματίσουν οργανοειδή, ιστούς που μοιάζουν με εγκεφαλικούς ιστούς, τα οποία
σύγκριναν με φυσιολογικά ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή που καλλιεργούσαν
παράλληλα.
Δεν ήταν δύσκολο να γίνει η παρατήρηση ότι τα
οργανοειδή που εκφράζουν την “αρχαία” παραλλαγή του NOVA1 ήταν διαφορετικά.
«Μόλις είδαμε το σχήμα των οργανοειδών, ξέραμε ότι βρισκόμασταν κάπου», λέει η
Muotri. Τα οργανοειδή του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι συνήθως λεία και σφαιρικά,
ενώ τα οργανοειδή με το αρχαίο γονίδιο είχαν τραχιά, δαιδαλώδη επιφάνεια
και ήταν μικρότερα σε μέγεθος. Αυτό πιθανότατα οφείλεται σε διαφορές που
σχετίζονται με το πώς τα κύτταρα αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται.
Από την σύγκριση του ανθρώπινου γονιδιώματος με
τα σχεδόν ολοκληρωμένα γονιδιώματα δύο Neanderthals και