Beyin organoidleri, insan beyninin evrimine dair içgörü sağlar

Bunu yapmak için ekip, ilk kez, yalnızca insanlarda bulunan bir geni, yaşayan en yakın akrabalarımız olan şempanzelerden laboratuvarda yetiştirilen beyin organoidlerine tanıttı. Şempanze beyin organoidinde ARHGAP11B geni, beyin büyümesiyle ilgili beyin kök hücrelerinde artışa ve insanların olağanüstü zihinsel yeteneklerinde kritik bir rol oynayan nöronlarda artışa yol açtı. Öte yandan, insan beyni organoidlerinde ARHGAP11B geni devre dışı bırakılmışsa, bu beyin kök hücrelerinin miktarı bir şempanze düzeyine düşmüştür. Böylece araştırma ekibi, ARGHAP11B geninin beynin evriminde atalarımızdan modern insanlara kadar çok önemli bir rol oynadığını gösterebildi.

Büyük maymunlar üzerinde hayvan çalışmaları Avrupa’da uzun süredir etik nedenlerle yasaklanmıştır. Burada aranılan soru için, sözde organoidler, yani laboratuvarda büyütülen birkaç milimetre büyüklüğünde üç boyutlu hücre yapıları, hayvan deneylerine bir alternatiftir. Bu organoidler, daha sonra sinir hücreleri gibi spesifik hücre tiplerine farklılaşan pluripotent kök hücrelerden üretilebilir. Araştırma ekibi bu şekilde hem şempanze beyni organoidlerini hem de insan beyni organoidlerini üretebildi. “Bu beyin organoidleri, beyinle ilgili temel bir soruyu araştırmamıza izin verdi. ARHGAP11B,” diyor çalışmanın üç baş yazarından biri olan MPI-CBG’den Wieland Huttner.

“Daha önceki bir çalışmada bunu gösterebildik ARHGAP11B bir primat beynini büyütebilir. Ancak, daha önce olup olmadığı belli değildi. ARHGAP11B Wieland Huttner, insan neokorteksinin evrimsel genişlemesinde büyük veya küçük bir rol oynadı” diyor. ARGHAP11B gen ilk olarak şempanze organoidlerinin beyin karıncığına benzer yapılarına yerleştirildi. olur mu ARGHAP11B gen, şempanze beyninde neokorteksin genişlemesi için gerekli olan beyin kök hücrelerinin çoğalmasına mı yol açıyor? Araştırmanın baş yazarı Michael Heide, “Çalışmamız, şempanze organoidlerindeki genin ilgili beyin kök hücrelerinde ve insanların olağanüstü zihinsel yeteneklerinde çok önemli bir rol oynayan nöronlarda artışa neden olduğunu gösteriyor” dedi. DPZ’deki Junior Araştırma Grubu Beyin Gelişimi ve Evrimi ve MPI-CBG’de çalışan. Ne zaman ARGHAP11B gen, insan beyninin organoidlerinde veya işlevinde devre dışı bırakıldı. ARHGAP11B proteini inhibe edildiğinde, bu beyin kök hücrelerinin miktarı bir şempanze seviyesine indi. “Böylece gösterebildik ARHGAP11B İnsan evrimi sırasında neokorteks gelişiminde çok önemli bir rol oynar” diyor Michael Heide. Baş yazarların üçüncüsü olan HITBR’den Julia Ladewig ekliyor: ARHGAP11BAyrıca neokorteksteki bazı gelişme bozukluklarının bu gendeki mutasyonlardan kaynaklanabileceği de düşünülebilir.”