Главная » Новости » Генетики стремятся вырастить миниатюрные подобия мозга неандертальцев

Генетики стремятся вырастить миниатюрные подобия мозга неандертальцев

Генетики стремятся вырастить миниатюрные подобия мозга неандертальцев

Генетик Элиссон Муотри (Alysson Muotri) из Школы медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего рассказал о ведущихся в его лаборатории экспериментов по выращиванию из клеточных культур мини-мозгов неандертальцев. Доклад об этой работе прозвучал на конференции Imagination and Human Evolution в Сан-Диего, о его содержании рассказывает сайт журнала Science. На данный момент это не попытки полного воспроизведения мозговой ткани неандертальца, клетки в эксперименте имеют лишь один неандертальский ген.

Ранее единственной возможностью узнать строение мозга неандертальцев было изучение эндокранов – отпечатков борозд и извилин головного мозга на внутренней поверхности черепа. Теперь предлагается принципиально новый метод. Он стал возможным благодаря прогрессу в трех областях: выделении древней ДНК, редактировании генома и культивировании «миниорганов». Примитивные миниатюрные аналоги настоящих органов, выращиваемые из клеточных культур, за последние годы стали значительно совершеннее. Ученые смогли получить в лабораторных условиях аналоги сердца, почки, головного мозга, желудка, легких, сетчатки, толстого и тонкого кишечника. В них есть группы дифференцированных клеток, подобные тем, что имеются в полноразмерных органах. Подробнее о таких работах мы рассказывали в очерках «Органы из пробирки» и «Миниатюрные органы».

Группа под руководством Муотри вырастила из стволовых клеток с модифицированной ДНК, которая соответствовала ДНК неандертальцев, структуры размером с горошину, которые воспроизводили ткань коры головного мозга. По сравнению с аналогичными органоидами, где содержится ДНК современных людей, “неандертальские” минимозги имеют отличия как в форме, так и в структуре нейронных сетей.

Сейчас исследования Муотри и его коллег сосредоточенны на гене NOVA1, который грает роль в раннем развитии мозга у современных людей, а также связан с аутизмом и шизофренией. Аналогичный ген неандертальца отличается от него только одной парой нуклеотидных оснований. Муотри и его сотрудники берут клетки кожи «нейротипичного человека» (то есть человека без каких-либо известных генетических дефектов, связанных с неврологическими расстройствами), затем эти клетки превращают в плюрипотентные стволовые клетки. Используя метод редактирования генома CRISPR, они вносят изменения в ген NOVA1, соответствующие геному неандертальца. За несколько месяцев из клеток вырастают кортикальные мозговые органоиды (авторы работы прозвали их неандероидами). Сравнивая их с выращенными в аналогичных условиях органоидами с обычным геномом, исследователи заметили, что нейронные клетки с неандертальским геном NOVA1 быстрее мигрируют в пределах органоида. Отличается и внешняя форма органоидов: обычные почти сферические, “неандертальские” же похожи на попкорн.

Некоторые из обнаруженных различий совпадают с признаками, которые ранее Муотри наблюдал в мозге детей с аутизмом. «Я не хочу, чтобы семьи пришли к выводу, будто бы я сравниваю аутичных детей с неандертальцами, но это важное наблюдение, – говорит Муотри. – У современных людей эти типы изменений связаны с отклонениями в развитии мозга, которые оказываются ключевыми для социализации. Если мы считаем, что это одно из наших преимуществ перед неандертальцами, это важно».