Vďaka čomu sa stal človek človekom? Výskumníci odhalili proces, ktorý nám umožnil získať väčší mozog
Drvivá väčšina génov človeka a šimpanza je rovnaká. Nová štúdia pátrala po rozdieloch v tom, ako tieto gény používame.
Človek sa oddelil od posledného najbližšieho zvieracieho predka, šimpanzov, pred približne 7-miliónmi rokov. V tomto momente sme vytvorili svoju vlastnú evolučnú vetvu a hoci sa nám môže 7-miliónov rokov zdať veľa, z evolučného hľadiska je to len okamih. Za túto “krátku” dobu sme si dokázali vyvinúť špecificky ľudské charakteristiky.
Oproti šimpanzom máme oveľa väčší mozog a naše telá sú lepšie prispôsobené chôdzi po dvoch. Ide o fyzické odlišnosti, ktoré sa prejavujú jemnými zmenami v našej DNA. Výskumníci však stále nevedia povedať, ktoré z množstva malých genetických rozdielov medzi nami a šimpanzmi boli dôležité pre našu evolúciu. Výskumníci z Whitehead Institute v rámci novej štúdie hľadali na túto otázku odpoveď.
Autori štúdie vysvetľujú, že len hŕstka génov je medzi človekom a šimpanzom výrazne iná. Zvyšné gény sú takmer rovnaké. Všetky rozdiely medzi človekom a šimpanzom vychádzajú z toho, kedy a ako bunky používajú tieto identické gény. Vedci zároveň tvrdia, že len niektoré rozdiely v používaní génov vedú k výrazným rozdielom vo fyzických vlastnostiach. Nová štúdia našla spôsob, ako nájsť práve tie gény, ktoré vedú k výraznejším zmenám.
V rámci štúdie vedci používali kmeňové bunky, ktoré získali z kožných buniek človeka a šimpanza. Následne použili nástroj CRISPRi, ktorý vyvinuli pre potreby výskumu. Tento nástroj používa upravenú verziu systému genetickej úpravy CRISPR/Cas9. V podstate výskumníkom nový nástroj umožnil “vypnúť” gény jeden po druhom. Následne sledovali, či sa ľudské a šimpanzie kmeňové bunky rozmnožovali normálne.
Ak sa delenie buniek zastavilo, vypnutý gén výskumníci považovali za kriticky dôležitý. V tomto bode zároveň sledovali ktorý gén možno považovať za dôležitý u ľudí a ktorý u šimpanzov. Vďaka tomu dokázali nájsť základné rozdiely v tom ako ľudské a šimpanzie bunky fungujú.
Neprehliadnite
“Najväčším problémom pri sledovaní zmien v expresii génov alebo zmien v DNA sekvenciách je, že tých zmien je veľa a ich funkčný význam býva nejasný,” tvrdí Jonathan Weissman, jeden z autorov štúdie.
Gény, ktoré nám pomohli získať väčší mozog
Výskumníci vytvorili zoznam génov, ktoré sú dôležité pre jeden druh, no pre ten druhý nie. Dokopy odhalili 75 génov. Veľké množstvo týchto génov je podľa autorov zapojených do rovnakých biologických procesov.
Výskumníci očakávali niečo podobné. Tvrdia, že individuálne malé zmeny v použití génov nemusia mať veľký význam, no keď sa tieto drobné zmeny nazbierajú v rámci jedného biologického procesu, spoločne môžu spôsobiť výrazné zmeny v živočíšnom druhu.
Autori štúdie si všimli jednu pozoruhodnú skupinu génov. Ide o gény, ktoré sú dôležité pre šimpanzy, no nie pre ľudí. Sú to gény, ktoré pomáhajú kontrolovať bunkový cyklus regulujúci delenie buniek. V tomto prípade majú bunky ľudského mozgu schopnosť stráviť v nedeliacej sa fáze menej času. To znamená, že sa delia viac ako mozgové bunky šimpanzov a preto máme väčší mozog. Toto zistenie súhlasí s populárnou hypotézou, ktorá hovorí, že mozgové bunky človeka prejdú viac deleniami, čo vedie k väčšiemu mozgu.
Výskum teda naznačuje, že zmeny v bunkovom cykle sa udiali počas evolúcie človeka a s najväčšou pravdepodobnosťou mohli prispieť k nášmu väčšiemu mozgu.
Komentáre