Модель показала, почему мозг человека больше, чем у обезьян — Naked Science
Мария Кривоченко

Модель показала, почему мозг человека больше, чем у обезьян

4.7

Ученые вырастили органоиды мозга человека и гориллы и сравнили их раннее развитие. Так они обнаружили различия в экспрессии гена ZEB2, который позволяет клеткам человеческого мозга дольше развиваться.

В возрасте пяти недель органоиды человеческого мозга (слева) намного больше, чем у гориллы (вверху справа) и шимпанзе (внизу справа) / ©С.Бенито-Квечински / MRC LMB / Cell
В возрасте пяти недель органоиды человеческого мозга (слева) намного больше, чем у гориллы (вверху справа) и шимпанзе (внизу справа) / ©С.Бенито-Квечински / MRC LMB / Cell

При рождении в мозге человека примерно в три раза больше нейронов, чем у новорожденных шимпанзе и горилл, хотя у нас и приматов схожие сроки беременности. Чтобы понять, почему это произошло, ученые из Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже, Великобритания, вырастили миниатюрные органоиды мозга. Так они имитировали развитие органов обезьян и человека. Подробности работы опубликованы в журнале Cell.

Для начала ученые собрали нейроны гориллы, шимпанзе и человека и генетически перепрограммировали их так, чтобы те напоминали клетки эмбрионов, то есть индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПКС). «Мы как бы обманули их и заставили думать, что они вновь эмбриональные», — объяснила Мэдлин Ланкастер, руководитель исследования.

Затем команда вырастила органоиды, используя иПКС. Подобно настоящему, модель человеческого мозга выросла больше, чем у горилл и шимпанзе, через два дня. К пяти неделям органоиды человеческого мозга были примерно в два раза больше, размером около четырех миллиметров в поперечнике.

«Ранняя стадия развития обычно недоступна, — рассказала Ланкастер. — Это что-то вроде черного ящика в биологии человека. К тому же мы очень мало знаем об этой стадии у горилл и шимпанзе. Обычно мы даже не знаем, беременна ли горилла так рано».

Затем исследователи проанализировали гены в органоидах мозга и обнаружили различия в экспрессии гена ZEB2. Органоиды гориллы и шимпанзе включали его раньше, чем человеческие. Оказалось, ZEB2 контролирует форму и подвижность клеток-предшественников нейронов. По сути, когда он включен, предшественники перестают размножаться раньше. Человеческие клетки включают этот ген позже и дольше находятся в состоянии предшественников. Благодаря этому в процессе развития эмбриона нейронов становится больше — и увеличивается размер мозга.

Чтобы убедиться, что ZEB2 ответственен за рост мозга, команда включила его раньше в органоидах человека, а позже — в органоидах гориллы. В итоге человеческие клетки стали похожи на клетки обезьян — и наоборот. Ученые отметили, что выращенные органоиды — лишь модель, поэтому они не имитируют работу реального мозга. Однако их достаточно, чтобы исследовать ключевые стадии развития этого органа.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Сегодня, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Позавчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Сегодня, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: