Дослідження показало, що стовбурові клітини мозку сучасної людини захищені від помилок при розподілі краще, ніж у неандертальців.
Дослідники з Товариства Макса Планка показали, що нейральні стовбурові клітини мозку сучасної людини витрачають більше часу на підготовку своїх хромосом до поділу, ніж у неандертальців. Це призводить до меншої кількості помилок при розподілі хромосом в дочірні клітини і може мати наслідки для розвитку і функціонування мозку.
Вчені досліджували значення заміни шість амінокислот у трьох білках, які відіграють ключову роль у розподілі хромосом під час клітинного поділу. Такі білки були і у неандертальців, але їх склад незначно відрізнявся.
Щоб дослідити значення цих змін для розвитку неокортексу, вчені досліджували вплив заміни елементів у білках на мишах. У цих тварин склад амінокислот в цих білках ідентичний неандертальцям по цих шести позиціях амінокислот, тому зміни зробили їх моделлю сучасного людського мозку.
“Ми виявили, що три амінокислоти сучасної людини у двох білках викликають більш тривалу метафазу, фазу, в якій хромосоми готуються до клітинного поділу, і це призводить до меншої помилки, коли хромосоми розподіляються між дочірніми клітинами нервових стовбурових клітин, як у сучасних людей”, – говорить Феліпе Мора-Бермудес, співавтор дослідження з Товариства Макса Планка.
Хромосоми під час клітинного поділу. Зліва — в присутності білків сучасної людини, праворуч – за участю трьох амінокислот неандертальця (помилки поділу вказані червоною стрілочкою). Зображення: Felipe Mora-Bermudez / MPI-CBG
Щоб перевірити, чи неандертальський набір амінокислот має протилежний ефект, дослідники вводять спадкові амінокислоти в органоїди людського мозку – мініатюрні органоподібні структури, вирощені з людських стовбурових клітин, які імітують ранній розвиток людського мозку. Дослідження показало уповільнення метафази.
Дослідники вважають, що цей еволюційний механізм дозволяє захистити сучасну людину від помилок хромосомного поділу і сприяє розвитку когнітивних функцій. Крім того, результати дослідження показують, що деякі аспекти еволюції і функціонування мозку сучасної людини можуть не залежати від його розміру, оскільки у неандертальців і сучасних людей він однаковий.