Otkriveno zašto je taj ljudski organ toliko velik
Jedna od razlika koja uvjerljivo razdvaja primate od ljudi jest, između ostalog, veličina njihovog mozga. Zdrav ljudski mozak u odrasloj dobi obično doseže otprilike 1500 centimetara kvadratnih, što je otprilike tri puta veličina mozga gorile ili čimpanze, koji varira između 400 i 500 kubičnih centimetara.
Iako je ova činjenica već dugo poznata, znanstvenici do sada nisu uspjeli ustanoviti razloge za ovu razliku. No, novo je istraživanje konačno osvijetlilo ovaj misterij skupljajući stanice ljudi, čimpanza i gorila, i pretvarajući ih u male nakupine mozga u laboratoriju.
Testovi na malim "moždanim organoidima" otkrili su do sada nepoznati molekularni prekidač koji kontrolira rast mozga i čini ovaj organ tri puta većim nego kod majmuna. Miješanje u prirodne funkcije tog prekidača kod ljudi uzrokovalo bi smanjenje prednosti u rastu mozga, dok bi kod primata to moglo potaknuti njihov mozak da naraste do proporcija sličnijih ljudskom.
"Ono što opažamo jest razlika u staničnom ponašanju koja se odvija vrlo rano i omogućuje ljudskom mozgu da naraste veći", objašnjava doktorica Madeleine Lancaster, razvojna biologinja u Medicinsko istraživačkom vijeću na Cambridgeu.
Kako bi objasnili ovaj proces, Lancester i njezini kolege prikupljali su stanice ljudi, gorila i čimpanzi koje su ostale nakon medicinskih testova ili operacija, i reprogramirali ih u matične stanice. Zatim su ih uzgajali tako da ih potiču da se razviju u moždane organoide, odnosno male nakupine moždanog tkiva veličine nekoliko milimetara.
Nakon nekoliko tjedana ljudske su stanice bile mnogo veće od ostalih, a znanstvenici su ovoga puta uspjeli otkriti zašto. Unutar ljudskog moždanog tkiva takozvane neutralne progenitorne stanice, koje se kasnije razvijaju u sve moždane stanice, dijelile su se više nego one u moždanom tkivu majmuna.
"Broj ovih stanica se povećava tako da jednom kada se prebace na stvaranje različitih moždanih stanica, uključujući neutrone, imate više stanica s kojima počinjete, stoga dobivate povećanje u cijeloj populaciji moždanih stanica uzduž cijelog korteksa", objašnjava Lancaster.
Matematičko modeliranje ovog procesa pokazalo je da se razlika u širenju stanica događa toliko rano u razvoju mozga, da na kraju vodi ka udvostručivanju broja neurona u odraslom cerebralnom korteksu, u usporedbi s onim kod majmuna.
Znanstvenici su uspjeli identificirati gen koji je ključan u ovom procesu. Poznat kao Zeb2, ovaj se gen počinje mijenjati u kasnijem razvoju ljudskog tkiva, omogućavajući stanicama da se brže i više dijele prije nego što sazru. Testovi su pokazali da odgađanje efekta ovih gena može uzrokovati da moždano tkivo gorila naraste veće od uobičajenog, dok ih skorija aktivacija u ljudskom mozgu potiče da se razvijaju više nalik na one kod majmuna.
Ovo je otkriće znanstvenicima vrijedno zbog toga što im pruža bolji uvid u načine na koje se razvijaju neurorazvojni poremećaji.
Izvor: Theguardian.com