Немецкие биологи вырастили зародыш мартышки с "человеческой" корой мозга

Результаты их работы опубликовал научный журнал Science. "Мы ограничились проведением опытов на зародышах, так как не смогли бы предсказать последствий от включения этого гена и их влияния на постнатальное развитие обезьян, а это критически важно с этической точки зрения. Как мы и ожидали, его активация заметно изменила развитие коры мозга игрунок", – рассказал один из авторов работы, директор Института молекулярной биологии и генетики клеток (Германия) Виланд Хутнер, передает tass.ru

Согласно современным данным, геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, однако их нервные системы развиваются совершенно по-разному: в частности, в старости страдают от разных проблем. Это мешает ученым использовать человекообразных приматов для того, чтобы исследовать различные болезни и выяснять, как человек приобрел способность членораздельно говорить и мыслить.

За последние годы биологи обнаружили множество отвечающих за развитие мозга генов, которые отличаются по структуре в геномах человека и шимпанзе. Однако им так и не удалось найти те участки ДНК, которые отвечали за необычайно крупные, по сравнению с остальным телом, размеры нашего мозга.

Сейчас ученые предполагают, что причина разительного отличия двух видов кроется не столько в структуре генов, сколько в различиях в их активности во время формирования зародыша и роста ребенка. Единственным исключением в этом контексте считают ген ARHGAP11B. Ученые считают, что после того, как он появился в ДНК человека, кора его мозга стала примерно в три раза толще, чем у шимпанзе и других приматов.

Ключ к эволюции мозга

В прошлом, как отмечает Хутнер, ученые уже пересаживали этот участок ДНК в геном мышей и крыс. В результате кора их мозга становилась толще, в его структуре происходили и другие изменения. На приматах таких опытов раньше никто не проводил, поэтому ученые не могли точно сказать, как такая операция может повлиять на обезьян.

Японские и немецкие ученые провели первый эксперимент такого рода. Они использовали зародышей обыкновенных игрунок (Callithrix jacchus) – мартышек, которых широко используют в различных биологических и медицинских опытах.

С помощью специального ретровируса ученые вставили ARHGAP11B в геном оплодотворенных яйцеклеток игрунок, после чего имплантировали их в утробу самок. Через сто дней после начала беременности биологи извлекли зародыши и изучили, как была устроена кора их мозга.

Их наблюдения подтвердили, что пересадка гена действительно удвоила толщину коры мозга, а также значительно увеличила количество стволовых и зародышевых клеток, из которых образуются те слои мозга, которые наиболее сильно отличаются у человека и других приматов, и у человекообразных обезьян и их более примитивных родичей.

Все это, как считают ученые, подтверждает, что ARHGAP11B играет важную роль в развитии коры мозга человека и формировании складок на ее поверхности, а также открывает дорогу для проведения более серьезных и продолжительных экспериментов на приматах.