Най-близките ни роднини са неандерталците (отделили се от съвременните хора преди поне 500 000 години) и техните азиатски роднини денисовците (отделили се от съвременните хора преди около 800 000 години). Разликите между Homo sapiens и тези други групи са кодирани в промените в аминокиселините, които са градивните елементи на протеините в нашите клетки и тъкани.
Около 100 аминокиселини са се променили при съвременните хора след тези разделения и са се разпространили в почти всички нас. Биологичното значение на тези промени обаче е до голяма степен неизвестно.
Изследователи от Германия разглеждат промените в шест от тези аминокиселини, настъпили в три протеина. Тези аминокиселини играят ключова роля в разпределението на хромозомите в двете дъщерни клетки по време на клетъчното делене.
След забележителната работа, извършена при секвенирането на неандерталския геном, това изследване задълбочава разбирането ни за фините разлики между тези древни хора и съвременните хора. То може също така да хвърли известна светлина върху еволюционните предимства, които в крайна сметка са довели до това съвременните хора да надживеят неандерталците и денисовците.
Резултатите са публикувани в списание Science Advances и са дело на изследователи от Института за еволюционна антропология "Макс Планк".
За да проучат как тези шест промени влияят върху развитието на мозъка, учените въвеждат аминокиселините от вариантите на съвременния човек в мишки. Интересно е, че в тези шест аминокиселинни позиции мишките са идентични с неандерталците. Това прави мозъците на мишките идеални за изследване на това какво се случва, когато тези аминокиселини се променят.
Водещият автор на изследването, Фелипе Мора-Бермудес (Felipe Mora-Bermúdez), разказва, че промените водят до по-точно предаване на генетичните данни при клетъчното делене. "Установихме, че три съвременни човешки аминокиселини в два от протеините предизвикват по-дълга метафаза - фаза, в която хромозомите се подготвят за клетъчно делене, и това води до по-малко грешки при разпределянето на хромозомите в дъщерните клетки на невронните стволови клетки, точно както при съвременните хора."
Екипът също така проверява дали обратното би било вярно. Ако заместят аминокиселините на съвременния човек с тези, които присъстват при неандерталците, дали ще видят по-бърза и по-малко точна митоза?
Те въвеждат аминокиселините на предците в човешки мозъчни органоиди. Органоидите са миниатюрни структури, подобни на органи, които могат да се отглеждат от човешки стволови клетки в лаборатория и които имитират аспекти от ранното развитие на човешкия мозък.
Лява страна: микроскопско изображение на хромозомите (в циан) на съвременна човешка невронна стволова клетка на неокортекса по време на клетъчното делене. Дясна страна: същия тип изображение, но на клетка, в която три аминокиселини в двата протеина KIF18a и KNL1, участващи в разделянето на хромозомите, са променени от съвременния човек към неандерталските варианти. Тези "неандерталски" клетки показват два пъти повече грешки при разделянето на хромозомите (червена стрелка). Кредит: Felipe Mora-Bermúdez / MPI-CBG.
"В този случай метафазата стана по-кратка и открихме повече грешки в разпределението на хромозомите".
Според Мора-Бермудес това показва, че тези три аминокиселинни промени в протеините на съвременния човек са отговорни за по-малкото грешки в разпределението на хромозомите, наблюдавани при съвременните хора в сравнение с неандерталците и шимпанзетата. Той добавя, че "наличието на грешки в броя на хромозомите обикновено не е добра предпоставка за клетките, както може да се види при разстройства като тризомии и рак".
"Нашето изследване предполага, че някои аспекти на еволюцията и функцията на мозъка на съвременния човек може да са независими от размера на мозъка, тъй като неандерталците и съвременните хора имат сходни по размер мозъци. Откритията също така предполагат, че мозъчната функция при неандерталците може да е била по-силно засегната от хромозомни грешки, отколкото при съвременните хора", обяснява съавторът Виланд Хътнър (Wieland Huttner).
Сванте Пябо (Svante Pääbo), който също е съавтор на изследването, добавя, че "са необходими бъдещи проучвания, за да се изясни дали намалената честота на грешките влияе върху чертите на съвременните хора, свързани с мозъчната функция".
Справка: Longer metaphase and fewer chromosome segregation errors in modern human than Neanderthal brain development
Felipe Mora-Bermúdez, Philipp Kanis, Dominik MacakJula Peters, Svante Pääbo et al.
SCIENCE ADVANCES, 29 Jul 2022, Vol 8, Issue 30, DOI: 10.1126/sciadv.abn7702
Източник: Neanderthal vs. modern humans: Slow and steady wins the brain game, cosmosmagazine.com
Още по темата
Човекът
Открити в България човешки останки на 45 000 години говорят за неизвестна миграция към Европа и чести връзки с неандерталците
Животът
Костите на дете, погребано преди 40 000 години, разгадават мистерия за неандерталците
Животът
Неандерталски генен вариант увеличава риска от тежки състояния на COVID-19
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари