Science Weekend: Scandalos sau revoluționar? Savanții au folosit gene umane pentru a mări creiere de maimuțe

Într-un experiment care ar putea transpune în viața reală situații din filmul „Planeta maimuțelor”, oameni de știință au inserat gene umane în fetusul unei maimuțe pentru a mări substanțial creierul primatei. Și a funcționat.

Cercetători de la Institutul Max Planck pentru Biologie Celulară Moleculară și Genetică din Germania și de la Institutul Central pentru Experimente pe Animale din Japonia au introdus o anumită genă umană, ARHGAP11B, în fetusul unei maimuțe marmoset comune, conducând la mărirea neocortexului din creierul acesteia. Oamenii de știință au publicat descoperirile lor în revista Science.

Neocortexul este cea mai nouă parte din creier care evoluează, o arată și numele: „neo” înseamnă nou, iar „cortex” – coroana exterioară a unui arbore. Acest înveliș exterior înseamnă peste 75% din creier și este responsabil pentru multe din caracteristicile unice care ne fac umani, inclusiv rațiunea și limbajul complex.

Nu mult după ce strămoșii noștri hominizi au pornit pe o ramură separată în arborele evoluționar de verii noștri actuali cimpanzeii, creierele lor au parcurs o expansiune rapidă, crescând de aproape trei ori în mărime pe durata a trei milioane de ani. Creierele homiizilor au crescut atât de repede încât au devenit înghesuite în craniile în evoluție lentă, căpătând deformațiile specific umane ale neocortexului în pliuri.

Oamenii de știință cred că acesta a fost rezultatul unui număr de factori ai evoluției, dar că rolul lui ARHGAP11B, ceva unic la hominizi, ar fi impulsionat creierele strămoșilor noștri și ale rudelor noastre apropiate, dar extincte, Neanderthalienii și Denisovanii.

Comparație între două creiere de marmoset în aceeași fază de evoluție. În dreapta se observă influența genei ARHGAP11B (Foto: Heide et al. / MPI – CBG)

Studii anterioare au arătat că ARHGAP11B a provocat măriri ale cortexului și la șoareci și dihori. Totuși, aceasta a fost prima oară când gena a fost utilizată la o primată non-umană și cu nivele de exprimare tipic umane, sugerând că gena a jucat un rol-cheie în evoluția noastră.

ARHGAP11B a apărut la strămoșii noștri acum vreo cinci milioane de ani, când un mic accident fericit a avut loc în reproducerea obișnuitei gene ARHGAP11A. Într-o greșeală evoluționară, o singură substituție a unei baze nucleotide ((moleculele care codifică ADN) cu o alta a dus la pierderea a 55 de nucleotide din ARHGAP11B. Ca un calculator care citește o linie incorectă de cod, mutația a făcut ca celulele din creier producătoare de neuroni să facă mai multe din ele însele mai mult timp, rezultând un neocortex mai mare.

„Am aflat că într-adevăr neocortexul creierului maimuței maromoset comune a fost mărit și că suprafața creierului s-a pliat”, a transmis într-un comunicat de presă Michael Heide, principalul autor al studiului.

Oamenii de știință numesc acești hibrizi om-maimuță „primate transgenice non-umane”, ceea ce poate fi suficient pentru a declanșa un semnal de alarmă pentru prevestitorii apocalipsului. Se pun cu siguranță multe întrebări etice când se fac experimente pe primate, cu atât mai mult când sunt introduse gene umane altor animale.

Din acest motiv, cercetătorii și-au limitat studiul la fetuși de maimuță, care au fost extrași după ce au crescut 100 de zile. A fi permis experimentului să treacă de faza fetală și să să fi permis nașterea maimuțelor purtătoare de gene umane ar fi fost iresponsabil și imoral, a declarat în comunicatul de presă Wieland Huttner, coautor al studiului.

„Ne-am restrâns analiza la fetuși marmoset, deoarece am anticipat că exprimarea acestei gene specific umane ar fi afectat dezvoltarea neocortexului la marmoset”, a spus Huttner. „În vederea unor consecințe potențial imprevizibile cu privire la funcționarea postnatală a creierului, am considerat ca o precondiție – obligatorie din punct de vedere etic – să determinăm efectele lui ARHGAP11B în dezvoltarea fetală a neocortexului marmoset”. (Popular Mechanics )