Οι Νεάντερταλ είναι οι πιο στενοί συγγενείς του σύγχρονου ανθρώπου. Οι συγκρίσεις μαζί τους μπορούν επομένως να παρέχουν συναρπαστικές γνώσεις για το τι κάνει τους σημερινούς ανθρώπους μοναδικούς, για παράδειγμα όσον αφορά την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Ο νεοφλοιός, το μεγαλύτερο μέρος του εξωτερικού στρώματος του εγκεφάλου, είναι μοναδικός για τα θηλαστικά και είναι κρίσιμος για πολλές γνωστικές ικανότητες. Επεκτάθηκε δραματικά κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης εξέλιξης σε είδη προγονικών τόσο για τους Νεάντερταλ όσο και για τους σύγχρονους ανθρώπους, με αποτέλεσμα τόσο οι Νεάντερταλ όσο και οι σύγχρονοι άνθρωποι να έχουν εγκεφάλους παρόμοιων μεγεθών. Ωστόσο, σχεδόν τίποτα δεν είναι γνωστό για το πόσο ο σύγχρονος ανθρώπινος εγκέφαλος και ο εγκέφαλος του Νεάντερταλ μπορεί να διέφεραν ως προς την ανάπτυξη και τη λειτουργία τους.
Ερευνητές από το Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) στη Δρέσδη και το Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology (MPI-EVA) στη Λειψία ανακάλυψαν τώρα ότι τα νευρικά βλαστοκύτταρα—τα κύτταρα από τα οποία οι νευρώνες στην ανάπτυξη προέρχονται από νεοφλοιό – αφιερώνουν περισσότερο χρόνο στην προετοιμασία των χρωμοσωμάτων τους για διαίρεση στους σύγχρονους ανθρώπους παρά στους Νεάντερταλ. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερα σφάλματα όταν τα χρωμοσώματα κατανέμονται στα θυγατρικά κύτταρα στους σύγχρονους ανθρώπους από ό,τι στους Νεάντερταλ ή τους χιμπατζήδες, και θα μπορούσε να έχει συνέπειες για τον τρόπο ανάπτυξης και λειτουργίας του εγκεφάλου . Αυτή η μελέτη δείχνει κυτταρικές διαφορές στην ανάπτυξη του εγκεφάλου μεταξύ των σύγχρονων ανθρώπων και των Νεάντερταλ.
Δεξιά πλευρά: ίδιος τύπος εικόνας, αλλά ενός κυττάρου όπου τρία αμινοξέα στις δύο πρωτεΐνες KIF18a και KNL1, που εμπλέκονται στον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων, έχουν αλλάξει από τον σύγχρονο άνθρωπο στις παραλλαγές του Νεάντερταλ.
Αυτά τα «νεανδρταλοποιημένα» κύτταρα εμφανίζουν διπλάσια σφάλματα διαχωρισμού χρωμοσωμάτων (κόκκινο βέλος).
Αφού οι πρόγονοι των σύγχρονων ανθρώπων χωρίστηκαν από αυτούς των Νεάντερταλ και των Ντενίσοβαν, των Ασιατών συγγενών τους, περίπου εκατό αμινοξέα , τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών στα κύτταρα και τους ιστούς, άλλαξαν στους σύγχρονους ανθρώπους και εξαπλώθηκαν σχεδόν σε όλους τους σύγχρονους ανθρώπους. Η βιολογική σημασία αυτών των αλλαγών είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστη. Ωστόσο, έξι από αυτές τις αλλαγές αμινοξέων συνέβησαν σε τρεις πρωτεΐνες που παίζουν βασικούς ρόλους στην κατανομή των χρωμοσωμάτων, των φορέων γενετικής πληροφορίας, στα δύο θυγατρικά κύτταρα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης.
Οι επιπτώσεις των σύγχρονων ανθρώπινων παραλλαγών στην ανάπτυξη του εγκεφάλου
Για να διερευνήσουν τη σημασία αυτών των έξι αλλαγών για την ανάπτυξη του νεοφλοιού, οι επιστήμονες εισήγαγαν αρχικά τις σύγχρονες ανθρώπινες παραλλαγές σε ποντίκια. Τα ποντίκια είναι πανομοιότυπα με τους Νεάντερταλ σε αυτές τις έξι θέσεις αμινοξέων, επομένως αυτές οι αλλαγές τους έκαναν πρότυπο για τον αναπτυσσόμενο σύγχρονο ανθρώπινο εγκέφαλο.
Ο Felipe Mora-Bermúdez, ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, περιγράφει την ανακάλυψη: «Βρήκαμε ότι τρία σύγχρονα ανθρώπινα αμινοξέα σε δύο από τις πρωτεΐνες προκαλούν μεγαλύτερη μετάφαση, μια φάση όπου τα χρωμοσώματα προετοιμάζονται για κυτταρική διαίρεση και αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερα σφάλματα όταν τα χρωμοσώματα κατανέμονται στα θυγατρικά κύτταρα των νευρικών βλαστοκυττάρων.
Για να ελέγξουν εάν το σύνολο αμινοξέων του Νεάντερταλ έχει το αντίθετο αποτέλεσμα, οι ερευνητές εισήγαγαν στη συνέχεια τα προγονικά αμινοξέα στα οργανοειδή του ανθρώπινου εγκεφάλου—μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με όργανα που μπορούν να αναπτυχθούν από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα σε κύτταρο. πιάτα καλλιέργειας στο εργαστήριο και που μιμούνται πτυχές της πρώιμης ανάπτυξης του ανθρώπινου εγκεφάλου. “Σε αυτή την περίπτωση, η μετάφαση έγινε μικρότερη και βρήκαμε περισσότερα σφάλματα κατανομής χρωμοσωμάτων.” Σύμφωνα με τον Mora-Bermúdez, αυτό δείχνει ότι αυτά τα τρία σύγχρονα ανθρώπινα αμινοξέα αλλάζουν στο Οι πρωτεΐνες γνωστές ως KIF18a και KNL1 είναι υπεύθυνες για τα λιγότερα λάθη κατανομής χρωμοσωμάτων που παρατηρούνται στους σύγχρονους ανθρώπους σε σύγκριση με τα μοντέλα του Νεάντερταλ και τους χιμπατζήδες. Προσθέτει ότι «το να έχουμε λάθη στον αριθμό των χρωμοσωμάτων συνήθως δεν είναι καλή ιδέα για τα κύτταρα, όπως φαίνεται σε διαταραχές όπως οι τρισωμίες και ο καρκίνος».
“Η μελέτη μας υπονοεί ότι ορισμένες πτυχές της εξέλιξης και λειτουργίας του σύγχρονου ανθρώπινου εγκεφάλου μπορεί να είναι ανεξάρτητες από το μέγεθος του εγκεφάλου, καθώς οι Νεάντερταλ και οι σύγχρονοι άνθρωποι έχουν εγκεφάλους παρόμοιου μεγέθους. Τα ευρήματα υποδηλώνουν επίσης ότι η λειτουργία του εγκεφάλου στους Νεάντερταλ μπορεί να έχει επηρεαστεί περισσότερο από χρωμοσωμικά σφάλματα από αυτό των σύγχρονων ανθρώπων », λέει ο Wieland Huttner, ο οποίος συνεπιβλέπει τη μελέτη. Ο Svante Pääbo, ο οποίος επίσης συνεπιβλέπει τη μελέτη, προσθέτει ότι «απαιτούνται μελλοντικές μελέτες για να διερευνηθεί εάν το μειωμένο ποσοστό σφάλματος επηρεάζει τα σύγχρονα ανθρώπινα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη λειτουργία του εγκεφάλου».
Πηγή: Phys.org
