Neandertaller yaklaşık 40.000 yıl önce soyu tükenmişti, ama son teknoloji bilimi sayesinde, Kaliforniya'da, kaburganın beyinlerinin bezelye büyüklüğündeki versiyonlarıyla dolu petri kabına sahip bir laboratuvar var.
Araştırmacılar neden bu mini beyinleri yetiştiriyor ve çalışıyor? Diyorlar ki, bu küçük sinirsel topaklar Neandertallerin neden öldüğünü ve Homo sapiens Gezegenin çoğunu ele geçirmek için gitti.
San Francisco (UCSD) Kök Hücre Programının direktörü WordsSideKick.com'a verdiği demeçte, “Neanderthaller, Dünya'yı bizimle paylaştıkları için büyüleyici ve şu anda onlarla birlikte yetiştirdiğimiz genetik kanıtlar var” diyor. [Laboratuarda Yetiştirilen 11 Vücut Parçası]
Muotri, belki de Neandertal ve insan beyni arasındaki genetik farklılıklar onların ölümü ve başarımızı açıklıyor. Başka bir deyişle, insanların büyük teknolojik ilerlemelere ulaşması mümkündür, çünkü Neandertallerin yapamadığı karmaşık sinir ağlarına sahibiz.
Muotri, hakemli bir dergide henüz yayınlanmamış olan araştırmayı, 1 Haziran'da Imagination and Human Origins adlı UCSD konferansında sundu.
Araştırmak için, Muotri ve meslektaşları, Neandertallerin (önceden fosil kemiklerinden çıkarılan ve diğer araştırmacıların dizileri) genomunu modern insanlarla karşılaştırdılar. Araştırmacılar, iki tür arasında önemli farklılıklar gösteren 200 aday genden sadece birine odaklanmaya karar verdiler: NOVA1 olarak bilinen bir ana gen ekspresyon regülatörü.
Muotri, NOVA1'in nörogelişim sırasında yüksek oranda ifade edildiğini ve otizm ve şizofreni gibi nöral koşullara bağlı olduğunu söyledi. NOVA1 geni, insanlarda ve Neandertallerde oldukça benzerdir - sadece tek bir baz çifti (veya DNA çifti "çifti") ikisi arasında farklıdır.
Bilim adamları laboratuarda organoid olarak bilinen mini insan organlarını zaten yetiştirmişlerdir. Muotri, “Neandetaller denen araştırmacılar mini Neanderthal beyinlerini büyütmek için”, “Neandertalize” insan pluripotent kök hücrelerine veya vücuttaki herhangi bir hücreye dönüşebilen olgunlaşmamış hücrelere CRISPR olarak bilinen gen düzenleme aracını kullandı.
Muotri, daha sonra, kendi iç protokolünü kullanarak, "kök hücreleri bir beyin organoidi haline getirdik," altı ila sekiz ay süren bir süreç. Şimdi tamamen büyüdüğü için, Neanderoids yaklaşık 0.2 inç (0.5 santimetre) büyüklüğünde ölçüyor, "böylece onları olgunlaştığında çıplak gözle görebiliyorsunuz" dedi.
Mini beyinler vaskülerize olmadıkları için daha büyük büyüyemezler, yani bir kan kaynağına sahip değildirler. Aksine, mini beyin hücreleri (beyin başına 400.000'e kadar) difüzyon ile besinleri alırlar.
Muotri, "Gelecekte daha büyük bir organoid yetiştirmek mümkündür," dedi. "İçinde biyo-baskılı yapay kan damarları oluşturarak bunun üzerinde çalışıyoruz."
İnsan laboratuarında yetiştirilen beyinler genellikle yuvarlaktır, ancak Neanderoidler değildir. Bunun yerine, Neandertal mini beyinleri, onlara patlamış mısır benzeri bir şekil veren uzatılmış boru şeklindeki yapılara sahipti, "dedi.
Yetkili patlamış mısır oluşumunu açıklayabilecek olan bazı Neanderoid hücrelerinin de gelişme sırasında kaynağından daha hızlı göç ettiklerini belirtti. [3D Görüntüler: İnsan Beynini Keşfetmek]
Dahası, Muotri, Neanderoid'lerin sinaptik bağlantılar veya nöronlar arasındaki bağlantılara sahip olmadığını ve nöronal ağları değiştirdiğini ekledi. Bu özellikler, otizmli insanlardan yetiştirilen insan mini beyinlerine benzediğini söyledi. Bununla birlikte, bu benzerliğin ne anlama geldiğini söylemesi zor.
Muotri, "Bir korelasyon benzer olduklarını ifade etmez." Dedi. "Sadece bu aşamada bunun hakkında spekülasyon yapabiliriz."
Ancak, araştırma hala erken aşamalarda ve projenin bir takım sınırlılıklara sahip olduğunu belirtmek önemlidir, diyor, araştırmada yer almayan Almanya'nın Leipzig şehrindeki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü yöneticisi Svante Pääbo.
Pääbo, Science dergisine verdiği demeçte, "Organoids, yetişkin beyinlerinin nasıl işlediğini bize söyleyemekten uzaktır." O ve meslektaşları da mini Neandertal beyinleri yapmak için çalışıyorlar ve yöntem bazen istenmeyen mutasyonlar tanıtabilir, Pääbo dedi.
Öyle olsa bile, kontrollü deneylerle "Ben bu şüpheleri aşacağımızdan oldukça umutluyum" diyen Pääbo, Science Magazine'e yaptığı açıklamada, Neanderoid'leri şempanzeden veya insan hücrelerinden oluşturulan mini beyinlerle karşılaştırmayı umduğunu da sözlerine ekledi.
Muotri'nin takımı şimdi başka bilimkurgu gibi bir mücadele ile uğraşıyor. İnsan mini beyinleri tarafından gönderilen elektriksel beyin sinyallerini ölçmek için robotlar için bir yol geliştirdiler. Robotları mini beyinlerle birleştirerek, beyni çevreyi keşfetmesi için beynin yönlendirmesine yardımcı olacak bir "geri bildirim döngüsü" yaratmayı umuyorlar.
Muotri, "Nihayetinde, Neandertalize edilmiş organoidi [ile robotu] öğrenme yeteneğini test etmek için karşılaştırmak istiyoruz." Dedi.
Tümünde, organoid araştırma, hangi genetik varyantların insan başarısı için önemli olduğunu ortaya çıkarabilir. Muotri, "Bunu sistematik olarak yaparak, bizi benzersiz kılan ve niçin olumlu olarak seçtiğimiz genetik değişimlerin neler olduğunu öğreneceğiz." Dedi.
Hakkında orijinal makale Canlı Bilim.