مغز انسان اندازه ژن باعث بزرگتر مغز در میمون جنین

یک انسان خاص ژن باعث بزرگتر نئوکورتکس در مشترک marmoset غیر انسانی پستانداران.

گسترش مغز انسان در طول تکامل به طور خاص از قشر مغز که مربوط به ما توانایی های شناختی مانند استدلال و زبان. یک ژن خاص به نام ARHGAP11B است که تنها در انسان ها باعث مغز سلول های بنیادی به فرم بیشتر سلول های بنیادی یک شرط لازم برای یک مغز بزرگتر. مطالعات گذشته نشان داده اند که ARHGAP11B که بیان شده در موش و موش خرماها به unphysiologically سطوح بالا باعث گسترش نئوکورتکس اما ارتباط آن برای پستانداران تکامل بوده است مشخص نیست. محققان در موسسه ماکس پلانک زیست شناسی سلولی مولکولی و ژنتیک (MPI-CBG) در درسدن همراه با همکارانش در مرکزی موسسه برای حیوانات آزمایشگاهی (CIEA) در کاوازاکی و دانشگاه Keio در ژاپن هر دو واقع شده در ژاپن نشان می دهد در حال حاضر که این انسان ژن خاص که بیان به سطوح فیزیولوژیکی باعث بزرگ نئوکورتکس در مشترک marmoset یک دنیا میمون. این نشان می دهد که ARHGAP11B ژن ممکن است باعث نئوکورتکس گسترش در طول تکامل انسان. محققان یافته های خود را در مجله علوم.

انسان نئوکورتکس های تکاملی جوانترین بخشی از قشر مغز است که حدود سه برابر بزرگتر از آن است که بستگان نزدیک ما و شامپانزه ها و تاشو به چین و چروک های افزایش طول تکامل به جا در داخل فضای محدود جمجمه. یک سوال کلیدی برای دانشمندان این است که چگونه انسان نئوکورتکس شد تا بزرگ. در یک مطالعه 2015, گروه تحقیقاتی از Wieland Huttner یک مدیر موسس MPI-CBG یافت که تحت تاثیر انسان-ژن خاص ARHGAP11B ماوس جنین تولید می شود بسیاری از سلولهای epc عصبی و حتی می تواند تحت تاشو خود را به طور معمول آشکار نئوکورتکس. نتایج نشان می دهد که ژن ARHGAP11B نقش کلیدی در تکاملی توسعه انسانی نئوکورتکس.

ظهور انسان و ژن خاص

انسان-ژن خاص ARHGAP11B به وجود آمد از طریق یک جزئی تقلید از همه جا ژن ARHGAP11A حدود پنج میلیون سال پیش در امتداد تکاملی و نسب منجر به نئاندرتال, بوده باشیم و حال و روز انسان و پس از این تبار بود و جدا از آن که منجر به شامپانزه. در یک مطالعه پیگیری در سال 2016 گروه تحقیقاتی از Wieland Huttner کشف تعجب آور همین دلیل ARHGAP11B پروتئین شامل یک توالی از 47 اسیدهای آمینه است که انسان خاص نیست ARHGAP11A پروتئین و ضروری برای ARHGAP11B توانایی افزایش مغز سلول های بنیادی است. به طور خاص یک C-به-G پایه جایگزینی موجود در ARHGAP11B ژن منجر به از دست دادن از 55 نوکلئوتید از ARHGAP11B messenger RNA که باعث تغییر در خواندن قاب و در نتیجه انسان خاص عملکرد بحرانی 47 اسید آمینه دنباله. این پایگاه جایگزینی احتمالا اتفاق افتاده بسیار دیرتر از زمانی که این ژن به وجود آمد و حدود 5 میلیون سال پیش در هر زمان بین 1.5 میلیون و 500 ٫ 000 سال پیش. چنین نقطه جهش نادر است اما در مورد ARHGAP11B مزایای آن از تشکیل یک مغز بزرگتر به نظر می رسد باید بلافاصله تحت تاثیر تکامل انسان.

ژن اثر را در میمون ها

اما از آن شده است معلوم نیست تا به حال اگر انسان ژن خاص ARHGAP11B نیز باعث بزرگ شدن نئوکورتکس در غیر انسان و پستانداران. به بررسی این محققان در این گروه از Wieland Huttner همکاری با اریکا ساساکی در مرکزی موسسه برای حیوانات آزمایشگاهی (CIEA) در کاوازاکی و Hideyuki Okano در دانشگاه Keio در ژاپن هر دو واقع در ژاپن بود که پیشگام توسعه فناوری برای تولید تراریخته غیر انسانی پستانداران. نویسنده اول این مطالعه postdoc مایکل هایده در سفر به ژاپن برای کار با همکاران به طور مستقیم در سایت. آنها تولید تراریخته مشترک marmosets را یک میمون است که با بیان این که انسان ژن خاص ARHGAP11B که آنها به طور معمول لازم نیست در حال توسعه نئوکورتکس. ژاپن به طور مشابه استانداردهای بالای اخلاقی و مقررات مربوط به تحقیقات حیوانات و رفاه حیوانات آلمان می کند. مغز 101 روز مشترک marmoset جنین (50 روز قبل از عادی تاریخ تولد) بودند به دست آمده در ژاپن و صادر به MPI-CBG در درسدن برای تجزیه و تحلیل دقیق. مایکل هایده توضیح می دهد: “ما دریافتیم که در واقع نئوکورتکس مشترک marmoset مغز بزرگ شد و مغز سطح خورده. آن قشر صفحه نیز ضخیم تر از حد نرمال است. بعلاوه, ما می توانید ببینید افزایش تعداد پایه شعاعی گلیا اجداد در بیرونی subventricular zone و افزایش تعداد بالا-لایه سلول های عصبی نورون نوع را افزایش می دهد که در پستانداران تکامل است.” محققان در حال حاضر کاربردی شواهدی وجود دارد که ARHGAP11B باعث گسترش پستانداران نئوکورتکس.

اخلاقی در نظر گرفتن

Wieland Huttner که رهبری این مطالعه می افزاید: “ما محدود تجزیه و تحلیل ما به marmoset جنین, از آنجا که ما پیش بینی شده است که عبارت از این انسان خاص ژن را تحت تاثیر قرار نئوکورتکس توسعه در marmoset. در نور از پتانسیل عواقب پیش بینی نشده با توجه به عملکرد مغز پس از تولد ما در نظر گرفته و آن را شرط لازم-و اجباری از اخلاقی نقطه نظر — به منظور تعیین اثرات ARHGAP11B در توسعه جنینی marmoset نئوکورتکس.”

محققان نتیجه گیری کرد که این نتایج نشان می دهد که انسان خاص ARHGAP11B ژن ممکن است باعث نئوکورتکس توسعه در این دوره از تکامل بشر است.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط Max-Planck-Gesellschaft. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de