Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Bilim adamları, İnsanların Diğer Maymunlardan Nasıl Daha Büyük Beyinler Geliştirdiğini Keşfediyor

24.03.2021
140
Bilim adamları, İnsanların Diğer Maymunlardan Nasıl Daha Büyük Beyinler Geliştirdiğini Keşfediyor

Yeni bir çalışma, insan beyninin şempanze ve goril beyinlerine kıyasla üç kat daha fazla nöronla nasıl çok daha büyük büyüdüğünü belirleyen ilk çalışmadır. İngiltere, Cambridge’deki Tıbbi Araştırma Konseyi (MRC) Moleküler Biyoloji Laboratuvarı araştırmacıları tarafından yürütülen çalışma, maymun beyin organoidlerinin daha çok insan organoidleri gibi büyümesini sağlayan anahtar bir moleküler anahtarı tanımladı.

Hücre Dergisinde yayınlanan çalışma, insan, goril ve şempanze kök hücrelerinden üretilen ‘beyin organoidleri‘ – erken beyin gelişimini modelleyen kök hücrelerden üretilen 3B dokuları karşılaştırdı.

Gerçek beyinlere benzer şekilde, insan beyni organoidleri diğer maymunların organoidlerinden çok daha büyük büyüdü.

İnsan, Goril ve Şempanze Beyin Organoidleri

İnsan beyin organoidleri, goril ve şempanze beyin organoidlerinden (soldan sağa) önemli ölçüde büyür. Bu beyin organoidleri 5 haftalıktır. Kredi: S.Benito-Kwiecinski / MRC LMB / Hücre

Araştırmayı yöneten MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Dr. Madeline Lancaster, “Bu, bizi yaşayan en yakın akrabalarımızdan ayıran, gelişmekte olan insan beyninin neyin farklı olduğuna dair ilk içgörülerden bazılarını sağlıyor. maymunlar. Bizim ve diğer maymunlar arasındaki en çarpıcı fark, beyinlerimizin ne kadar inanılmaz büyüklükte olduğudur.”

Beyin gelişiminin erken aşamalarında, nöronlar, nöral progenitörler olarak adlandırılan kök hücreler tarafından yapılır. Bu progenitör hücreler başlangıçta silindirik bir şekle sahiptir ve bu, aynı şekle sahip özdeş yavru hücrelere bölünmelerini kolaylaştırır.

Nöral progenitör hücreler bu aşamada ne kadar çok çoğalırsa, daha sonra o kadar çok nöron olacaktır.

Hücreler olgunlaştıkça ve çoğalmalarını yavaşlattıkça uzarlar ve gerilmiş dondurma külahı gibi bir şekil oluştururlar.

Daha önce, farelerde yapılan araştırmalar, nöral progenitör hücrelerinin konik bir şekle dönüştüğünü ve saatler içinde çoğalmalarını yavaşlattığını göstermişti. Şimdi, beyin organoidleri, araştırmacıların bu gelişmenin insanlarda, gorillerde ve şempanzelerde nasıl gerçekleştiğini ortaya çıkarmalarına izin verdi.

Goriller ve şempanzelerde bu geçişin uzun sürdüğünü ve yaklaşık beş gün içinde gerçekleştiğini buldular.

İnsan ve Goril Sinir Atası Hücreleri

Yalnızca 5 gün sonra, goril nöral progenitör hücreleri konik bir şekle (sağda) olgunlaşırken, insan hücreleri (solda) silindirik kalmaya devam ediyor. Kredi: S.Benito-Kwiecinski / MRC LMB / Hücre

İnsan ataları, yaklaşık yedi gün süren bu geçişte daha da gecikti. İnsan progenitör hücreleri silindir şeklini diğer maymunlardan daha uzun süre korudu ve bu süre zarfında daha sık bölünerek daha fazla hücre ürettiler.

Nöral progenitörlerden nöronlara geçiş hızındaki bu fark, insan hücrelerinin çoğalmak için daha fazla zamana sahip olduğu anlamına gelir. Bu, goril veya şempanze beyinlerine kıyasla insan beynindeki yaklaşık üç kat daha fazla sayıda nörondan büyük ölçüde sorumlu olabilir.

Lancaster şunları söyledi: “Erken beyindeki hücrelerin şeklindeki gecikmiş bir değişikliğin, gelişimin seyrini değiştirmek için yeterli olduğunu ve yapılan nöronların sayısını belirlemeye yardımcı olduğunu bulduk.

“Hücre şeklindeki nispeten basit bir evrimsel değişikliğin beyin evriminde büyük sonuçlara yol açması dikkat çekicidir. Kendimi bildim bileli ilgilendiğim sorular hakkında gerçekten temel bir şey öğrendiğimizi hissediyorum – bizi insan yapan nedir? ”

Madeline Lancaster ve Ekibi

Dr. Madeline Lancaster ve ekibi, MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarından. Kredi: MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı

Araştırmacılar, bu farklılıkları tetikleyen genetik mekanizmayı ortaya çıkarmak için insan beyin organoidlerinde gen ifadesini – genlerin açılıp kapanması – diğer maymunlarla karşılaştırdılar.

Goril beyin organoidlerinde insan organoidlerine göre daha erken devreye giren ‘ZEB2’ adlı gendeki farklılıkları belirlediler.

Goril progenitör hücrelerindeki genin etkilerini test etmek için ZEB2’nin etkilerini geciktirdiler. Bu, progenitör hücrelerin olgunlaşmasını yavaşlattı ve goril beyin organoidlerinin insana daha benzer şekilde – daha yavaş ve daha büyük – gelişmesini sağladı.

Tersine, insan progenitör hücrelerinde ZEB2 genini daha erken açmak, insan organoidlerinde erken geçişi teşvik etti, böylece daha çok maymun organoidleri gibi gelişti.

Araştırmacılar, organoidlerin bir model olduğunu ve tüm modeller gibi gerçek beyinleri, özellikle de olgun beyin işlevini tam olarak kopyalamadıklarını belirtiyorlar. Ancak evrimimiz hakkındaki temel sorular için, bir tabaktaki bu beyin dokuları, beyin gelişiminin başka türlü çalışılması imkansız olan kilit aşamalarına eşi görülmemiş bir bakış açısı sağlıyor.

Dr. Lancaster, ilk beyin organoidleri 2013 yılında.

Referans: 24 Mart 2021, Hücre.
DOI: 10.1016 / j.cell.2021.02.050

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.