Büyük Beynimizi Borçlu Olduğumuz Gen

Özet: ARHGAP11B geni, evrim sırasında insan neokorteksinin gelişiminde kritik bir rol oynadı.

Kaynak: DPZ

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 insan neokorteksinin evrimsel genişlemesinde büyük veya küçük bir rolü vardı” diyor Wieland Huttner.

Bunu açıklığa kavuşturmak için, 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 bir artışa ve insanların olağanüstü zihinsel yeteneklerinde çok önemli bir rol oynayan nöronlarda bir 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 insan evrimi sırasında neokorteks gelişiminde çok önemli bir rol oynar” diyor Michael Heide. Baş yazarların üçüncüsü olan HITBR’den Julia Ladewig şunları ekliyor:

“Bu önemli rol göz önüne alındığında ARHGAP11BAyrıca neokorteksteki bazı gelişme bozukluklarının bu gendeki mutasyonlardan kaynaklanabileceği de düşünülebilir.”

Bu genetik ve evrimsel sinirbilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

İnsana özgü ARHGAP11B, hominid serebral organoidlerinde insan benzeri bazal progenitör seviyeleri sağlar

insana özgü gen ARHGAP11B insan neokorteks genişlemesine dahil edilmiştir. Ancak, kapsamı ARHGAP11Bhominid evrimi sırasında bu genişlemeye katkısı bilinmiyor.

Burada, şempanze ve insan serebral organoidlerinde ARHGAP11B seviyelerinin ve fonksiyonunun genetik manipülasyonu ile bu konuyu ele alıyoruz. ARHGAP11B şempanze serebral organoidlerindeki ekspresyon, neokorteks genişlemesinde kilit bir role sahip kortikal progenitörler sınıfı olan bazal progenitör seviyelerini iki katına çıkarır. Tersine, ARHGAP11B’nin insan serebral organoidlerindeki işlevine müdahale, bazal progenitörleri şempanze seviyesine kadar azaltır.

Dahası, ARHGAP11A veya ARHGAP11B kurtarma deneyleri ARHGAP11A artı ARHGAP11B çift ​​nakavt insan ön beyin organoidleri, ARHGAP11B’nin eksikliğinin, ancak ARHGAP11A’nın olmamasının, bazal radyal glia bolluğunu azalttığını gösterir – neokorteks genişlemesi için özellikle ilgili olduğu düşünülen bazal progenitör tipi.

Birlikte ele alındığında, bulgularımız şunu göstermektedir: ARHGAP11B Fetal insan neokorteksini karakterize eden yükseltilmiş bazal progenitör seviyelerini sağlamak için gerekli ve yeterlidir; bu, insana özgü bu genin, insan evrimi sırasında neokorteks genişlemesine önemli bir katkıda bulunduğunu düşündürmektedir.