Немецкие ученые из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка показали, что развитие мозга у современных людей и неандертальцев проходило по-разному, что видно по отличиям в геномах. У неандертальцев чаще встречались ошибки распределения хромосом между клетками при их делении, что приводило к заболеваниям. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Между геномами современного человека и неандертальцев есть ряд отличий. Так, отличается сотня аминокислот, закодированных в геномах, и, следовательно, ряд белков. Биологическое значение этих изменений до сих пор по большей части неизвестно.
Ученые показали, что замена нескольких аминокислот сыграла ключевую роль в распределении хромосом между клетками при их делении. Сначала ученые использовали в качестве моделей мышей, так как их геномы в этих участках не отличаются от геномов неандертальцев. Затем в них ученые внесли изменения, характерные для современных людей, и проследили за развитием их мозга. Оказалось, что три аминокислоты, входящие в состав двух белков (KIF18a, KNL1), замедляют метафазу — стадию деления клетки, при которой хромосомы распределяются по дочерним клеткам. Из-за замедления метафазы реже встречаются ошибки в этом процессе.
Чтобы узнать, как дело обстояло в мозге неандертальцев, ученые внесли соответствующие изменения в органоиды человеческого мозга — искусственные миниатюрные клеточные модели, которые можно вырастить из стволовых клеток. В этом случае метафаза, напротив, была короче, чем у современных людей. Следовательно, в ходе эволюции у людей замедлилась метафаза, что сократило число ошибок в распределении хромосом по клеткам. Это снизило вероятность развития различных заболеваний — трисомий, раковых опухолей и т. д.
Ученые считают, что полученные ими результаты — свидетельство того, что некоторые аспекты эволюции мозга не связаны с его размерами. У неандертальцев и современных людей мозг одинаковых размеров, но на клеточном уровне они все равно различаются. В будущем ученые планируют понять, влияет ли снижение числа ошибок при делении клеток на функции мозга у современных людей.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
