بزرگ‌تر شدن مغز موش به‌وسیله DNA انسان

محققان اندازه مغز موش‌ها را توسط قطعه‌ای از DNA انسان که فعالیت ژن‌ها را کنترل می‌کند افزایش دادند. اطلاعات ژنتیکی حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد چگونه “انسان هوشمند” بر تمامی نخستی‌ها غلبه پیداکرده است.

در ادامه با بیونت همراه باشید

Mary Ann Raghanti انسان‌شناس زیستی دانشگاه Kent State در اوهایو که در این مطالعه شرکت نکرده است می‌گوید:

«DNA در چگونگی افزایش اندازه مغز انسان نقش مهمی ایفا می‌کند. این مطالعه دریچه‌ای از احتمالات را درباره تکامل مغز انسان باز می‌کند.»

زیست شناسان سالیان متمادی به دنبال جواب این سؤال بودند که چه چیزی باعث تمایز انسان‌ها نسب به دیگر جانداران می‌شود. حدود یک دهه قبل ژنوم شامپانزه و انسان رمزگشایی شد و آن‌ها دریافتند که می‌توانند ازنظر مولکولی مواردی مانند بزرگی مغز انسان، دو پا بودن، رژیم غذایی متنوع و دیگر ویژگی‌هایی که باعث موفقیت گونه ما شده است را موردبررسی قرار دهند. در سال ۲۰۰۸ حدود ۲۴ مقایسه کامپیوتری بین ژنوم انسان و نخستی‌ها انجام شد و مشخص شد که صدها قطعه از DNA می‌توانند در این امر حائز اهمیت باشند. اما تنها عده‌ای کمی از پژوهشگران در راستای کشف قطعه‌ای از DNA که باعث تفاوت تکاملی انسان شده است، گام برداشتند.

Wray زیست‌شناس تکاملی در دانشگاه Duke واقع در شمال کالیفرنیا علاقه ویژه‌ای به بررسی قطعاتی از DNA دارد که enhancer نامیده می‌شوند و فعالیت ژن‌های مجاورشان را کنترل می‌کنند. او و Lomax Boyd دانشجوی فارغ‌التحصیل از دانشگاه Duke پایگاه ژنومی را موردبررسی قراردادند و مقالاتی را بررسی کردند که در رابطه با enhancer های متفاوت انسان و نخستی‌ها بود؛ این enhancer ها در کنار ژن‌هایی قرار دارند که نقش مهمی در شکل‌گیری مغز بازی می‌کنند. آن‌ها به همراه Debra Silver نوروبیولوژیست دانشگاه Duke شش enhancer را در بیش از ۱۰۰ بیمار موردبررسی قرار دادند. آن‌ها ابتدا هر enhancer را وارد جنین موش کردند تا دریابند کدام ژن‌ها را فعال می‌کند. سپس برای HARE5 (که فعال‌ترین enhancer در ناحیه‌ای کورتکس مغز است) minigene هایی طراحی کردند که هرکدام دارای یکی از enhancer های انسان یا شامپانزه بودند و به یک ژن reporter اتصال داشتند که باعث می‌شد هرزمانی که enhancer ژن را فعال می‌کند، جنین موش در حال رشد آبی‌رنگ شود.

محققان دریافتند که HARE5 ژنی به نام Frizzled8 را کنترل می‌کند که دریکی از مسیرهای (pathway) مولکولی توسعه مغز نقش دارد. مطالعات بیشتر نشان داد که نمونه انسانی enhancer باعث می‌شود سلول‌هایی که قرار است به سلول‌های عصبی تبدیل شوند به میزان بیشتری تقسیم و بنابراین تعداد بیشتری سلول برای تشکیل کورتکس فراهم می‌شود. درنتیجه مغز جنین‌هایی که دارای HARE5 انسانی هستند ۱۲% بزرگ‌تر از مغز جنین‌های است که نسخه شامپانزه‌ای این enhancer را دارا می‌باشند. Silver و Wray قصد دارند میزان هوش موش‌هایی که دارای مغز بزرگ‌تری هستند را بررسی کنند.

Todd Preuss نوروناتومیست (neuroanatomist) مرکز تحقیقات Yerkes National Primate در آتلانتا که در این مطالعه شرکت نکرده است اظهار داشت:

«آن‌ها یک smoking gun در ژنوم انسان یافته‌اند که یک فاکتور تنظیمی را به مسیر (pathway) افزایش اندازه مغز مرتبط می‌کند.»

Evan Eichler نسل شناس (geneticist) دانشگاه واشنگتن و دیگر دانشمندان معتقد هستند باید مطالعات زیادی در این زمینه انجام شود. بسیاری از پژوهشگران بر این باور هستند که مطالعات آتی درزمینه یافتن اثرات HARE5 نباید برحسب شانس انجام‌پذیرند. آن‌ها تمایل دارند که نتایج حاصل از جایگزین کردن HARE5 موشی با HARE5 انسانی و شامپانزه‌ای را مشاهده کنند (گروه Duke تابه‌حال موفق به انجام چنین کاری نشده‌اند.)

در صورت تمایل می‌توانید مقاله کامل این مطلب را به زبان انگلیسی از لینک منبع مشاهده نمایید، اگر مقاله رایگان نبود از بخش دانلود رایگان مقالات، مقاله کامل را به صورت PDF دریافت کنید.

منبع: Current Biology