Vova Krasen
0 
3393
1029
Neandrtálci vyhynuli asi před 40 000 lety, ale díky špičkové vědě je nyní v Kalifornii laboratoř, která má Petriho misky naplněné hráškem mozků kavalírů.
Proč vědci kultivují a studují tyto mini mozky? Důvodem je, že tyto malé nervové hrudky mohou odhalit, proč Neandertálci vymřeli a Homo sapiens pokračoval v dobývání velké části planety.
„Neandrtálci jsou fascinující, protože s námi sdíleli Zemi, a nyní máme genetické důkazy, které jsme s nimi vlastně vyšlechtili,“ řekl vedoucí studie Alysson Muotri, ředitel Kalifornské univerzity v San Diegu (UCSD) Stem Cell Program. [11 částí těla pěstovaných v laboratoři]
Možná genetické rozdíly mezi neandrtálskými a lidskými mozky vysvětlují jejich zánik a náš úspěch, řekl Muotri. Jinými slovy je možné, že lidé dosáhli velkého technologického pokroku, protože máme sofistikované neuronové sítě, zatímco neandertálci ne.
Muotri představil výzkum, který dosud nebyl publikován v recenzovaném časopise, na konferenci UCSD nazvané Imagination and Human Origins 1. června.
Budování mozku
Aby to prozkoumal, Muotri a jeho kolegové porovnali genom neandrtálců (dříve extrahovaných z fosilních kostí a sekvenovaných jinými vědci) s genem moderních lidí. Z 200 kandidátních genů, které vykazovaly významné rozdíly mezi těmito dvěma druhy, se vědci rozhodli zaměřit se pouze na jeden: regulátor exprese hlavního genu známý jako NOVA1.
NOVA1 je vysoce exprimován během neurodevelopmentu a byl spojen s nervovými podmínkami, jako je autismus a schizofrenie, řekl Muotri. Gen NOVA1 je pozoruhodně podobný u lidí a neandrtálců - pouze jeden pár bází (nebo pár „písmen“ DNA) se mezi těmito dvěma liší.
Vědci již v laboratoři pěstovali mini lidské orgány, známé jako organoidy. Pro růst mini neandrtálských mozků (které vědci hravě nazvali Neanderoidy), použili nástroj pro úpravu genů známý jako CRISPR k „neanderthalizaci“ lidských pluripotentních kmenových buněk nebo nezralých buněk, které se mohou vyvinout v jakoukoli buňku v těle, uvedl Muotri.
Poté, pomocí jejich interního protokolu, „jsme přinutili kmenové buňky, aby se staly mozkovým organoidem“, což je proces, který trvá šest až osm měsíců, řekl Muotri. Nyní zcela dospělý, neanderoidy měří asi 0,2 palce (0,5 centimetrů) ve velikosti, „takže je můžete skutečně vidět pouhým okem, jakmile jsou zralé,“ řekl..
Mini mozky se nemohou zvětšovat, protože nejsou vaskularizované, což znamená, že nemají krevní zásobení. Spíše, mini mozkové buňky (až 400 000 na mozek) přijímají živiny difúzí.
"Je možné, že v budoucnu bychom mohli pěstovat větší organoidy," řekl Muotri. "Na tom pracujeme vytvořením biotištěných umělých krevních cév uvnitř nich."
Výrazné rozdíly
Lidské mozky pěstované v laboratoři jsou obecně kulaté, ale neanderoidy nebyly. Namísto toho měly neandertálské mini mozky podlouhlé trubkovité struktury, které jim dávaly tvar podobný popcornu, “řekl Muotri..
Některé z neanderoidních buněk také během vývoje migrovaly rychleji ze zdroje, což by mohlo vysvětlit neobvyklou tvorbu popcornu, poznamenal. [3D obrázky: Prozkoumání lidského mozku]
Muotri navíc dodal, že Neanderoidy neměly tolik synaptických spojení nebo spojení mezi neurony a změnily neuronální sítě. Tyto funkce vypadají podobně jako lidské mini mozky pěstované od lidí s autismem. Je však těžké říci, co tato podobnost znamená, pokud vůbec něco, řekl.
„Korelace neznamená, že jsou podobné,“ řekl Muotri. "Můžeme o tom jen spekulovat v této fázi."
Výzkum je však stále v počátečních fázích a je důležité si uvědomit, že projekt má několik omezení, uvedl Svante Pääbo, ředitel Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v německém Lipsku, který se do výzkumu nezúčastnil..
„Organoidy nám zdaleka nejsou schopny říct, jak fungují mozky dospělých,“ řekl Pääbo časopisu Science. On a jeho kolegové také pracují na přípravě mini neandrtálských mozků a metoda může někdy zavést neúmyslné mutace, řekl Pääbo.
Přesto s kontrolovanými experimenty „Jsem docela nadějný, že tyto pochybnosti překonáme,“ řekl Pääbo časopisu Science Magazine a dodal, že doufá, že porovná Neanderoidy s mini mozky vytvořenými z šimpanze nebo lidských buněk..
Co bude dál
Muotriho tým nyní řeší další výzvu podobnou sci-fi. Vymysleli způsob, jak roboti měřit elektrické mozkové signály vysílané lidskými mini mozky. Spojením robotů s mini mozky doufají, že vytvoří „smyčku zpětné vazby učení“, která pomůže mozku nasměrovat robota k prozkoumání jeho okolí.
"Nakonec chceme porovnat neandertalizovaný organoid [s robotem] a otestovat jeho schopnost učit se," řekl Muotri..
Organoidní výzkum může odhalit, které genetické varianty jsou klíčové pro úspěch člověka. "Tím, že to děláme systematicky, se dozvíme, jaké jsou genetické změny, díky nimž jsme jedinečně lidští a proč byli pozitivně vybráni," řekl Muotri..
Původní článek o .