Ľudská DNA v myšiach viedla k abnormálne veľkým mozgom

Prelomový genetický experiment, pri ktorom bola časť ľudskej DNA vnesená do myší, viedol u týchto hlodavcov k vývoju abnormálne veľkých mozgov. Tento výskum prináša významné poznatky o evolučných mechanizmoch, ktoré stoja za výrazne väčším mozgom človeka v porovnaní s inými primátmi, a otvára nové cesty k pochopeniu evolúcie inteligencie. Kľúčovým prvkom v tomto experimente bola špecifická sekvencia ľudskej DNA známa ako HARE5.

Ide o takzvanú ľudskú akcelerovanú oblasť (HAR), čo je časť genómu, ktorá počas ľudskej evolúcie prešla rýchlymi zmenami. Keď vedci vložili ľudskú verziu HARE5 do myší, ich mozgy narástli v priemere o 6,5 % viac v porovnaní s normálnymi myšami. Ukázalo sa, že HARE5 je spojená so zvýšenou aktivitou génu Fzd8, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri produkcii nervových buniek. Zdá sa, že ľudská verzia HARE5 zosilňuje signálnu dráhu, ktorá podporuje rast a množenie neurálnych kmeňových buniek, známych ako radiálne glie.

U myší s ľudskou sekvenciou HARE5 sa tieto radiálne glie delili a množili rýchlejšie. Štúdia identifikovala štyri špecifické mutácie v ľudskej sekvencii HARE5, ktoré ju odlišujú od verzie u šimpanzov a ktoré prispievajú k väčšej produkcii mozgových buniek. Tieto zistenia boli ďalej podporené experimentmi s organoidmi – miniatúrnymi modelmi ľudského mozgu vypestovanými v laboratóriu. Organoidy obsahujúce šimpanziu verziu HARE5 produkovali menej a menej vyvinuté radiálne glie v porovnaní s organoidmi s ľudskou HARE5.  

Tieto výsledky silne naznačujú, že HARE5 zohráva dôležitú úlohu v evolučnom zväčšovaní ľudského mozgu. Vedci však zdôrazňujú, že HARE5 je len jedným dielikom veľmi zložitej skladačky a budúci výskum sa bude musieť zamerať na to, ako HARE5 interaguje s inými HAR oblasťami a genetickými mechanizmami, aby sme plne pochopili evolúciu ľudského mozgu. Tento výskum poukazuje na fascinujúci aspekt evolúcie: veľká časť toho, čo robí ľudí jedinečnými v porovnaní s inými primátmi, nemusí byť spôsobená úplne novými génmi, ale skôr zmenami v regulácii spoločných génov. 

HARE5 totiž nie je gén, ktorý by priamo kódoval nejaký proteín, ale je to regulačný prvok, ktorý ovplyvňuje, kedy, kde a ako veľmi sa iné gény, ako napríklad Fzd8, prejavia. To zdôrazňuje význam nekódujúcich, regulačných častí genómu, ktoré boli kedysi mylne označované ako "odpadová DNA". Ukazuje sa, že jemné úpravy v týchto genetických "prepínačoch" môžu viesť k zásadným evolučným inováciám.

Hoci je tento výskum kľúčový pre pochopenie ľudskej evolúcie, nevyhnutne sa dotýka aj eticky citlivej oblasti. Experiment zahŕňa prenos ľudského DNA segmentu súvisiaceho s vývojom mozgu do iného druhu, čo vedie k významnej fyziologickej zmene. Aj keď myši sú ďaleko od primátov, tento výskum sa zaoberá základnými genetickými prvkami, ktoré prispievajú k ľudským vlastnostiam. S rastúcim porozumením týmto genetickým elementom sa teoreticky zvyšuje aj možnosť aplikovať takéto poznatky na bližšie príbuzné druhy, hoci to nie je súčasným zámerom.

To si vyžaduje dôkladné zváženie dobrých životných podmienok zvierat v takýchto experimentoch a proaktívnu diskusiu o etických hraniciach genetických modifikácií, najmä pokiaľ ide o vlastnosti súvisiace s kogníciou a inteligenciou u iných druhov. Hoci "Planéta opíc" je fikcia, základná otázka, ako naložíme s mocou meniť fundamentálne aspekty iných druhov, najmä tie súvisiace s vývojom mozgu, je veľmi reálna.  

Zdroj thedebrief.org.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}