การนำยีนมนุษย์เข้าไปในลิงทำให้สมองเพิ่มขึ้น

2023 ผู้เขียน: Adelina Croftoon | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-05-24 12:07

นักวิทยาศาสตร์ได้ฉีดยีน ARHGAP11B ของมนุษย์เข้าไปในตัวอ่อนของลิงตัวเล็ก ๆ ซึ่งมีหน้าที่ในการเพิ่มเซลล์ประสาทใน neocortex และตัวอ่อนพัฒนาสมองที่ใหญ่กว่าลิงปกติที่มีการบิดงอมาก

ภายหลังการนำยีน ARHGAP11B มาใช้ ส่วนซีกสมองซีกของสมองซึ่งเรียกว่า neocortex (เยื่อหุ้มสมองใหม่) เป็นชั้นของสมองที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ระดับสูง - การรับรู้ทางประสาทสัมผัส, ความรู้ความเข้าใจ, การคิดเชิงพื้นที่และการสื่อสารผ่านคำพูด

ยีนนี้มีหน้าที่ในการเพิ่มจำนวนเซลล์ประสาทในบริเวณนี้

นีโอคอร์เท็กซ์ในสมองพบได้เฉพาะในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และส่วนใหญ่พัฒนาแล้วตามธรรมชาติในมนุษย์ การศึกษานีโอคอร์เทกซ์เป็นทิศทางใหม่อย่างสมบูรณ์ในวิทยาศาสตร์ และการค้นพบยีน ARHGAP11B ในปี 2558 ซึ่งมีหน้าที่ในการก่อตัวได้เปิดโอกาสมากมายให้กับนักวิทยาศาสตร์

จากขวาไปซ้าย: การเปรียบเทียบสมองของมนุษย์ ลิงชิมแปนซี ลิงแสม และสมองของลิงไซมิริ

หากยีนนี้ก่อตัวเป็นบริเวณที่ก้าวหน้าของสมองมนุษย์ จะเกิดอะไรขึ้นหากยีนนี้ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับสัตว์เหล่านั้นที่สมองไม่ได้รับการพัฒนาอย่างนั้น

ประการแรก นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Max Planck Institute of Genetics (เยอรมนี) ได้ทดสอบผลกระทบต่อพังพอนในประเทศโดยการนำยีนเข้าไปในเซลล์ตัวอ่อนของเฟอร์เรต การทดลองประสบความสำเร็จ - ปรากฎว่าสมองของตัวอ่อนเริ่มขยายใหญ่ขึ้นและพับขึ้นเหมือนในสมองของมนุษย์ จากนั้นสิ่งเดียวกันก็ซ้ำกับหนู

และเมื่อเร็ว ๆ นี้ผลการศึกษาที่น่าตื่นเต้นครั้งใหม่ได้รับการตีพิมพ์ซึ่งดำเนินการที่ Max Planck Institute โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Michael Heide พวกเขาแนะนำยีน ARHGAP11B ในตัวอ่อนไพรเมตเจ็ดตัวของตระกูลมาร์โมเสท

จากนั้นจึงย้ายเอ็มบริโอที่ปฏิสนธิเข้าไปในมดลูกของมาร์โมเซทเพศเมีย จากนั้นเป็นเวลา 101 วัน เอ็มบริโอจะพัฒนาตามธรรมชาติในครรภ์ ในวันที่ 102 ลิงได้รับการผ่าตัดคลอด ตัวอ่อนจะถูกลบออก และนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาสมองของพวกมันอย่างรอบคอบ

ฉันต้องบอกว่าพื้นที่ของ neocortex ของมนุษย์นั้นใหญ่กว่าของญาติสนิทของเรา - ชิมแปนซีประมาณสามเท่า และยิ่งไปกว่านั้น มันมีขนาดใหญ่กว่านีโอคอร์เทกซ์ของมาร์โมเสทเสียอีก ลิง Tamer แทบไม่มีอาการกระตุกในสมอง ดังนั้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบสมองของเอ็มบริโอจีเอ็มโอกับสมองของเอ็มบริโอมาร์โมเสทปกติ ความแตกต่างก็มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ด้านขวาเป็นสมองที่ขยายใหญ่ขึ้นของตัวอ่อนจีเอ็มโอ

นีโอคอร์เทกซ์ของเอ็มบริโอจีเอ็มโอขยายใหญ่ขึ้นอย่างมาก และเกิดการบิดตัวหลายครั้งบนพื้นผิวสมอง ซึ่งทำให้ดูเหมือนสมองมนุษย์

สมองของมนุษย์มีการบิดเบี้ยวหลายครั้งด้วยเหตุผลหนึ่งซึ่งเป็นผลมาจากวิวัฒนาการเมื่อพื้นที่สมองเริ่มเพิ่มขึ้น แต่พื้นที่ภายในกะโหลกศีรษะมี จำกัด เพื่อให้พอดีกับภายใน สมองต้อง "เหี่ยวย่น"

สมองธรรมดาของของเล่นเมื่อเทียบกับสมองของมนุษย์นั้นมีความนุ่มนวลกว่ามาก มีการบิดงอเล็กน้อยในนั้น

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ซึ่งรวมถึงผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันญี่ปุ่นในคาวาซากิและมหาวิทยาลัยเคโอในโตเกียวด้วย การเกิดขึ้นของยีน ARHGAP11B ที่ช่วยให้บรรพบุรุษของมนุษย์ฉลาดขึ้น พวกเขาพัฒนานีโอคอร์เทกซ์ขนาดใหญ่

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Science