Развитие мозга у неандертальцев и современных людей: значение времени деления клеток
Исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездене и Института эволюционной антропологии им. Макса Планка (MPI-EVA) в Лейпциге обнаружили ключевое различие в развитии мозга неандертальцев и современных людей.
Основное открытие: Нейральные стволовые клетки, из которых образуются нейроны развивающегося неокортекса, тратят больше времени на подготовку хромосом к делению у современных людей, чем у неандертальцев. Это приводит к меньшему количеству ошибок при распределении хромосом по дочерним клеткам у современных людей по сравнению с неандертальцами или шимпанзе.
Влияние вариантов современных людей на развитие мозга
После разделения линий предков современных людей и неандертальцев (включая денисовцев) около ста аминокислот изменились у современных людей. Шесть из этих изменений произошли в трёх белках, играющих ключевую роль в распределении хромосом во время клеточного деления.
Учёные провели два типа экспериментов:
- Введение современных человеческих вариантов аминокислот мышам (которые идентичны неандертальцам в этих позициях). Результат: более длинная метафаза и меньше ошибок распределения хромосом.
- Введение неандертальских (предковых) аминокислот в человеческие мозговые органоиды. Результат: метафаза стала короче, а ошибок распределения хромосом стало больше.
Вывод: Три изменения в белках KIF18a и KNL1 ответственны за снижение частоты хромосомных ошибок у современных людей.
Значение открытия
- Различия в развитии мозга могут быть независимы от его размера, так как мозг неандертальцев и современных людей схож по объёму.
- Функция мозга у неандертальцев, возможно, сильнее страдала от хромосомных ошибок, чем у современных людей.
- Как отмечает ведущий автор Фелипе Мора-Бермудес, ошибки в числе хромосом обычно вредны для клеток, что видно на примере таких нарушений, как трисомии и рак.
Перспектива: Будущие исследования должны показать, влияет ли сниженная частота ошибок на особенности функций мозга современных людей.