Ученые вырастили клетки мозга неандертальца
В мае группа ученых под руководством антрополога Сванте Паабо начала эксперимент по выращиванию органоидов коры головного мозга с мутацией, обнаруженной в ДНК неандертальцев. Такую же работу ведут исследователи из некоторых других институтов, и на прошлой неделе группа под руководством Элиссона Мюотри (Alysson Muotri) из Калифорнийского университета из Сан-Диего рассказала о первых результатах; пока их статья готовится к публикации, ученые сделали доклад на конференции Imagination and Human Evolution.
Американские ученые работали с одной мутацией, характерной для неандертальского генома — мутацией в гене NOVA1, который экспрессируется в нейронах и «молчит» во всех остальных клетках организма. Ее внесли в ДНК человеческих клеток-фибробластов с помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9. Потом фибробласты вернули к состоянию плюрипотентных стволовых клеток и направили их по пути развития нейрона — клетки коры головного мозга. Культура мутантных нейронов, делясь и образуя друг с другом связи, образовала органоид мозга — не целый мозг, а небольшую часть, агрегат клеток, структура которого, как принято считать, повторяет структуру целого органа.
Белок, который кодируется геном NOVA1, регулирует сплайсинг РНК; другими словами, от него зависит, какие белки получатся в результате экспрессии других генов. У человека современного типа мутации в NOVA1 связаны с некоторыми видами рака. Неандертальский вариант этого гена рака не вызвал, но совершенно изменил форму и характер связей между нейронами органоида. Нейронные агрегаты из контрольной группы, без неандертальского варианта, имели сферическую форму, геометрия «неандертальских» органоидов оказалась более сложной. Кроме того, мутация изменила скорость миграции зрелых нейронов и количество синаптических связей, образованных между клетками — их оказалось меньше.
Работа Мюотри стала только первым шагом к пониманию того, как был устроен и как работал мозг неандертальца. С помощью органоидов с нейронами, несущими «неандертальские» мутации, ученые — Мюотри, Паабо и их коллеги — рассчитывают понять, чем неандертальский мозг отличался от мозга Homo sapiens, и, возможно, понять, почему сейчас на Земле живет только наш вид.