Перший крок до «Планети мавп» зроблено

Порівняння головного мозку двох ігрунок. Зліва мозок звичайної мавпочки, праворуч - з експресією людського гена ARHGAP11B.

Вчені ввели специфічний людський ген, пов'язаний з розвитком неокортексу, ембріонам мавп-ігрунок, щоб перевірити, чи не призведе це до збільшення мозку і розвитку звивин. Як говориться у статті, з етичних міркувань мозковитим дітлахам народитися не дали, а зробили їх матерям кесаревий переріз на 101 дні вагітності (дуже етично!) і вивчили результат.

Про дослідження, проведене Інститутом молекулярної клітинної біології і генетики Товариства Макса Планка в Дрездені, Німеччина, і Центральним інститутом експериментальних тварин в Кавасакі, Японія, повідомляє нова стаття в Science.

Вважається, що саме збільшення нової кори головного мозку в процесі еволюції зробило людину людиною. За останні три мільйони років наш мозок виріс майже в три рази, але в результаті чого? Очевидно, що причин має бути безліч, але однією з них, можливо, було виникнення специфічного гена ARHGAP11B. Близько 5 млн років тому у якогось предка людини сталася часткова дупликація (подвоєння) ARHGAP11A - гена, активність якого пов'язана з роботою сімейства клітинних сигнальних білків Rho ГТФ-ази (цей ген зустрічається у всіх ссавців). Потім у неповній копії гена сталася точкова мутація, в результаті якої, мабуть, змінилася функція: ген вже не впливав на активність Rho ГТФ, але став сприяти розмноженню клітин, залучених у зростання неокортексу. Принаймні, у трансгенних ембріонів мишей і тхорів - носіїв ARHGAP11B спостерігалося збільшення розмірів нової кори і утворювалися звивини. А ще відомо, що цей людський ген вже був у наших найближчих родичів - неандертальця і денисівця.

З урахуванням всього перерахованого, дослідники і затіяли сміливий експеримент. За допомогою модифікованого вірусу в запліднені яйцеклітини ігрунок впровадили сконструйовану генетичну послідовність довжиною 2,7 кілобаз: спочатку промотор людського гена ARHGAP11B (стартовий майданчик, з якого починається зчитування гена), потім ген флюоресцентного білка EGFP і слідом сам ARHGAP11B. Флюоресцентний білок використовувався як мітка, що світиться, щоб відстежити роботу людського гена в тканинах ембріонів. Потім ранні ембріони ввели семи сурогатним мамашам, вагітність яких, як вже повідомлялося, перервали на 101 дні (ігрунки виношують дитинчею протягом 150 днів), і зайнялися вивченням отриманих ембріонів. У п'яти з них робота гена ARHGAP11B була зафіксована в корі мозку, причому з інтенсивністю, схожою з людською. У цих ембріонів, порівняно зі звичайними, неокортекс дійсно збільшився в розмірах, причому на поверхні з'явилися, як говориться в статті, «звивиноподібні структури» - на відміну від гладкої поверхні мозку звичайних мавпочок. Ці структури виникли при утовщенні нової кори в результаті, як вважають дослідники, збільшення числа нейронів поверхневого шару. Це підтвердив додатковий аналіз спеціальних генів-маркерів, пов'язаних з нейронами поверхневого і глибинного шарів неокортексу. Утовщення нової кори зафіксовано і в областях, не порушених звивинами. А ще дослідники виявили істотне зростання кількості клітин-попередників нейронів, що містяться в радіальній глії. Ймовірно, людський ген якимось чином змусив клітини-попередники виробляти більше самих себе.
Збільшення розмірів мозку видно неозброєним оком на фотографії - правда, для демонстрації автори напевно вибрали найбільш вражаючий екземпляр.

Як заявив у прес-релізі співавтор дослідження Віланд Хаттнер, дати можливість народитися мавпам, що несуть людський ген, було б безвідповідально і неетично.

Так звичайно! Ми-то розуміємо: насправді дослідник побоювався, що розумні примати закличуть всю вчену братію до відповіді за роки знущань... а продовження історії ви знаєте.

Дякую за консультацію Костянтина Лєскова, PhD.