Mokslininkai mano nustatę esminį skirtumą tarp žmonių ir neandertaliečių smegenų

Kaip ir mitinėsė kiškio bei vėžlio lenktynėse, taip ir čia nugalėjo lėtas ir pastovus procesas. Papildomą vystymosi laiką lemia baltymų skirtumai, kurie taip pat mažina chromosomų klaidų skaičių, todėl populiacija tampa sveikesnė ir stipresnė.

Tyrimo rezultatai rodo, kad šis mūsų neokortekso (raukšlėto išorinio sluoksnio, atsakingo už aukštesnio lygio mąstymą) raidos etapas atlieka svarbų vaidmenį apsaugant mus nuo ligų – o šios savybės neandertaliečiams, atrodo, trūko.

Pastaraisiais metais pažanga genetikos srityje leido mokslininkams nustatyti iš senovės palaikų išskirtos DNR seką ir atskleisti išsamią informaciją apie tai, kuo neandertaliečių genomas panašus ir kuo skiriasi nuo mūsų genomo.

Pavyzdžiui, žinome apie 100 aminorūgščių – junginių, iš kurių sudaryti baltymai, – kurios pasikeitė, kai šiuolaikiniai žmonės atsiskyrė nuo biologinės šakos, iš kurios kilo neandertaliečiai ir kiti artimi mūsų pusbroliai denisoviečiai.

Aminorūgščių pokyčiai gali turėti reikšmingą poveikį – tačiau nebuvo aišku, kokias funkcijas šie pasikeitimai nulėmė.

Šeši iš nustatytų pokyčių yra baltymuose, kurie, kaip jau žinoma, vaidina svarbų vaidmenį chromosomų pasiskirstyme ląstelių dalijimosi metu. Todėl mokslininkų grupė, vadovaujama genetiko Felipe'ės Mora-Bermúdezo iš Maxo Plancko molekulinės ląstelės biologijos ir genetikos instituto Vokietijoje, atliko eksperimentus, siekdama išsiaiškinti, kokį vaidmenį šie aminorūgščių pokyčiai galėjo atlikti neandertaliečio smegenų žievės raidoje.

Natūralus tyrimo objektas buvo laboratorinės pelės, kurioms būdingos tos pačios šešios aminorūgštys atitinkamuose baltymuose, kaip ir neandertaliečiams (bei beždžionėms). Naudodami CRISPR/Cas-9 metodą, tyrėjai pakeitė šias aminorūgštis šiuolaikinių žmonių aminorūgštimis.

Jie taip pat ėmėsi tyrimų priešinga kryptimi. Iš embrioninių kamieninių ląstelių mokslininkai išaugino žmogaus smegenų organoidus – smegenų audinio gabalėlius, kurie nėra gyvi ar jautrūs – ir pakeitė šiuolaikinio žmogaus aminorūgštis neandertaliečio, pelės ar beždžionės aminorūgščių variantais.

Tyrimo rezultatai buvo stulbinantys ir įspūdingi.

„Nustatėme, kad trys šiuolaikinio žmogaus aminorūgštys dviejuose baltymuose lemia ilgesnę metafazę, t. y. fazę, kai chromosomos paruošiamos ląstelių dalijimuisi, – aiškina F.Mora-Bermúdezas. – O tai lemia mažiau klaidų, kai chromosomos paskirstomos dukterinėms nervų kamieninių ląstelių ląstelėms, kaip ir šiuolaikinio žmogaus“.

Be to, metafazė neandertaliečio organoiduose buvo trumpesnė, todėl chromosomų atskyrimo klaidų buvo dvigubai daugiau nei kontroliniuose organoiduose. Tai rodo, kad trys šiuolaikinio žmogaus aminorūgščių substitutai lemia mažiau chromosomų pasiskirstymo klaidų, palyginus su neandertaliečiais.

Kadangi chromosomų skaičiaus klaidos, vadinamosios polisomijos, gali sukelti rimtus sutrikimus, o taip pat tokius vėžinius susirgimus kaip leukemiją ir karcinomą, rezultatai rodo, kad šis pokytis šiuolaikiniams žmonėms buvo naudingas. Rezultatai taip pat leidžia manyti, kad neandertaliečių smegenų veiklai chromosominiai sutrikimai galėjo turėti didesnės įtakos nei šiuolaikinių žmonių.

„Dabartiniai duomenys reiškia, kad bet kokio tokio žalingo chromosominio klaidingo pasiskirstymo poveikio tikimybė šiuolaikiniams žmonėms gali būti mažesnė nei neandertaliečiams, denisoviečiams ir beždžionėms, – straipsnyje teigia mokslininkai. – Tačiau reikia atlikti tolesnį darbą, kad būtų galima išsiaiškinti šio poveikio svarbą šiuolaikiniams žmonėms būdingiems bruožams“.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Science“.

Parengta pagal „Science Alert“.