Bilim İnsanları Mini Neandertal Beyinleri Büyütüyorlar

Bilim insanları, insanların en yakın akrabalarından farklılığını anlamak için daha önce denenmemiş bir genetik uygulama ile Neandertal DNA’sı içeren “minyatür beyinler” yaratmaya çalışıyor.

Homo sapiens ve Neandertal erkeği modeli F: Kevin Webb/NHM Image Resources/The Natural History Museum

Birkaç ay içerisinde beyin organoidleri olarak bilinen küçük dokular birçok genin “Neandertalleştirilmiş” versiyonlarını taşıyacak şekilde düzenlenen insan kök hücrelerinden büyüyecek.

Düşünme veya hissetme kabiliyeti olmayan mercimek büyüklüğündeki organoidler, yetişkin bir beynin bazı temel özelliklerini gösteriyorlar. Bu yapılar, insan ve Neandertal beyin biyolojisindeki anlamlı farklılıkları aydınlatabilir.

Bu deneylerin yapıldığı Almanya, Leipzig’deki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nün genetik bölümünün başındaki Prof Svante Pääbo, “Neandertaller, günümüz insanının en yakın akrabası. Yani eğer kendimizi bir grup veya tür olarak tanımlamamız gerekirse karşılaştırılmamız gerekenler, kesinlikle onlar.” diyor.

(Resmileşti: Neandertaller Mağara Resmi Yapıyordu)

Pääbo, uluslararası bir eforla Neandertal genomunun çözüldüğü başarılı bir çalışmaya imza attı ve şu an ise kendi laboratuvarı, gelişmiş gen düzenleme teknolojisiyle Neandertal özelliklerini hayata geri getirmeye odaklanmış durumda.

Laboratuvarda daha önceden kraniyofasiyal (baş ve yüz) gelişimden sorumlu olan Neandertal genleri farelere ve insanlardan farklı bir acı eşiğinin olup olmadığını test etmek için de Neandertal acı reseptörler genleri ise kurbağa yumurtalarına aktarılmıştı. Şu anda ise laboratuvarın ilgi odağı beyin.

Pääbo “İnsanların bilişsel olarak neden özel olduğuna dair bazı esasları aydınlatabilecek temel farklılıklara sahip sinir hücrelerinin nasıl fonksiyon gösterdiğini görüyoruz” diyor.

Neandertallerin ölülerini gömmeleri, mağara resimleri üretmeleri ve beyinlerinin bizimkinden daha büyük olması gibi özelliklerini ortaya çıkaran kanıtlar, bu türün akılsız ve cani olduğuna dair uzun süredir süregelen klişeleşmiş özelliklerini altüst etti ve bu araştırma da daha önceki kanıtların beraberinde geliyor.

(Neandertaller Kendi Ateşini Yakabiliyordu)

Pääbo’nun ofisinin bodrum katında bilim insanları, dünyanın farklı bölgelerinden ortaya çıkarılmış antik insan ve hayvan fosillerinden DNA elde ediyorlar. Araştırma grubunun başarısı, kontaminasyona karşı aldıkları takıntılı önlemlere dayanıyor. Camdan girip havada uçuşan bir toz parçası, analiz edilecek antik kemik tozunun birkaç miligramından çok daha fazla DNA’yı kontamine edebilir. Araştırmacılar, UV ışığı ve üst düzey bir hava filtreleme sistemi ile steril halde tutulan odalara girmeden önce temizlenip uzay kıyafetlerine benzeyen üniformalarını giyiyorlar.

2010 yılında sert çalışma koşulları altında on binlerce yıl önce Avrupa’da yaşamış dört dişi bireyden alınan ve fazlasıyla parçalanıp yok olmaya başlayan örneklerden Neandertal genomunu oluşturmayı başaran da Pääbo’nun araştırma grubuydu.

Bu genom, Neandertallerin atalarımızla çiftleştiklerini ve günümüzde Afrikalı olmayanların %1-4 oranında Neandertal DNA’sı taşıdığını başarılı bir şekilde ortaya çıkardı. Farklı genler aktarıldığı için Neandertal genomunun yaklaşık üçte biri günümüz popülasyonlarında hala bulunuyor.

Fakat, aynı zamanda ölü genetik bölgeler olarak tanımlanan, Neandertal genomuna ait kimseye kalıtımsal olarak aktarılmamış büyük parçalar da mevcut. Bunun sebebi ise büyük ihtimalle bu genomik bölgelerin sağlığa, doğurganlığa, bilince ve fiziksel görünüşe dezavantaj sağlaması.

Pääbo “Bunların yanı sıra bizi birbirimizden ayıran başka bir şeylerin olup olmadığını bilmek istiyoruz.” diyor. “Neden modern insanların milyonlarca ve sonunda milyarlarca nüfusa ulaşıp dünyaya yayıldıklarının ve kültürlerini oluşturduklarının biyolojik bir temeli var mı?”

Bu iki türün farklılaşan kaderlerinin, bilinçteki farklılıklara bağlı olduğu daha kesin değil, fakat Pääbo diyor ki: “Evet, böyle olduğunu düşünmek oldukça cezbedici.”

En sonki çalışma, beyin gelişimi için çok önemli olduğu bilinen üç ayrı gendeki farklılıklara odaklanıyor. CRISPR gen düzenleme tekniği kullanılarak Neandertal versiyonlarına daha fazla benzemeleri için insan kök hücrelerinde değişiklikler yapıldı.

(Neandertallerle Çiftleşmek Kaybolan Genetik Çeşitliliğimizi Geri Kazandırdı)

Bu kök hücreleri kimyasal uyarıcılar aracılığıyla spontane bir şekilde kümeleşip çapı birkaç santimetre uzunluğa kadar büyüyen ve beyin benzeri yapıları oluşturan nöronlar haline getirildiler. Herhangi bir duyusal girdi bulunmaması, sinir sistemi oluşumunun gelişigüzel bir şekilde gerçekleştiği anlamına geliyor.

Enstitüde grup lideri olan ve organoid deneylerini yürüten Gray Camp “Organoidin büyümesini başlatıyorsunuz ve dokuz ay için büyümeye bırakıp ne yaşandığını gözlemliyorsunuz” diyor. “Tamamen oluşmuş bir insan beynini hiçbir şekilde elde edemiyorsunuz, fakat birçok bölgenin kısmi olarak oluştuğunu gözlemleyebiliyorsunuz. Bu sayede sinapsları, elektriksel aktiviteleri ve erken gelişimsel farklılıkları çalışabilirsiniz.”

Bilim insanları, kök hücrelerin hangi hızda bölünüp geliştiği ve üç boyutlu beyin yapılarını oluşturduklarını anlayabilmek için Neandertalleştirilmiş organoidleri, insana ait olanlar ile karşılaştırdılar.

Pääbo “Hayalimizdeki sonuç, genetik değişikliklerin daha uzun ve dallanan nöronal uzantılara sebep verdiğini gözlemlemek olurdu” diyor. “Bu sayede beynimizin neden farklı fonksiyonlar gösterdiğinin biyolojik bir temeli olduğundan bahsedebilirdik.”

Bu çalışma hangi türün daha “akıllı” olduğunu ortaya çıkartmayacak, fakat planlama, sosyalleşme ve dil kullanımdaki farklılıklara dair ipuçları verebilir.

Laboratuvarda aynı zamanda Avrupalı ve Asyalı atalardan gelen insanların DNA’sında yaygın olarak bulunan Neandertal genlerinin beyin gelişimini nasıl etkilediğine de bakılıyor. Yaşayan insanlardan alınan hücrelerden organoidleri büyüterek ve Neandertal genlerinin nasıl çalıştığı ve çalışmadığını gözlemleyerek, bir kişinin beyin gelişiminin antik Neandertal soyu tarafından etkilenip etkilenmediğini görülebilir.

Camp “Neandertal beynini yeniden büyütüp gözlemleyebilir ve Neandertal genlerinin işlevlerini hayata döndürebiliriz” diyor.

Bu araştırma grubu, Neandertal biyolojisini diriltme konusunu ilk ortaya atanlar değil. Harvard’da profesör olan George Church, “maceraperest bir kadını” taşıyıcı anne olacak şekilde hazırlanırsa klonlanmış bir Neandertal bebeğinin yaratılabileceğini öne sürmüştü. Pääbo’ya göre bu tarz bir senaryo yalnız etik olarak yanlış değil aynı zamanda günümüz teknolojisiyle de başarılamaz. Tam bir Neandertal dokusu için yaklaşık 30.000 tane genetik düzenleme gerekliyken şu an ise tek bir seferde oldukça az miktarda yapılabilmesi mümkün.

Pääbo, Church’un yaptığı gibi bu tarz yorumları sinir bozucu bulduğunu söylüyor: “Ben ve benim gibi olan insanlar, mümkün olmadığını söyleyip etik hakkında düşünen, sıkıcı ve vizyonsuz bir adam gibi gözükmek zorunda kalıyor”.

Bu küçük beyin kütleleri etik değerlere tabi tutuluyor mu? “Ever, bir noktada gelişen bir beynin ne zaman bir birey haline geldiği sorulabilir. Fakat bu çok daha ileriki bir mesele.”

Atalarımızın Afrika’da kalmasıyla ve Neandertallerin kuzeye doğru Avrupa’ya gitmesiyle modern insanlar ve Neandertaller, farklı soylara yaklaşık 400.000 yıl önce ayrıldılar. Arkeolojik kayıtların ortaya çıkardığına göre yaklaşık 60.000 yıl önce modern insanlar tarafından Afrika dışına doğru kitlesel bir göç yaşandı ve bu durum iki türün bir daha karşılaşmasına neden oldu. Neandertallerin insanlarla çiftleştiğinin ortaya çıkması ve daha öncesinde düşünülenden çok daha karmaşık bir yapıda olmaları, iki soyun birleşip ortak bir tür oluşturduğuna dair bazı fikirleri ortaya attı. Fakat, Pääbo ve diğerleri buna katılmıyor.

“Evet, Neandertallerin, özellikle de tarihlerinin sonlarına doğru, bazı sanat formlarında üretim yaptıklarına dair kanıtlar çoğalmakta. Fakat biraz acımasız olmam gerekirse derdim ki yaptıkları sanat tam bir modern sanat ürünüydü çünkü neyi ifade ettiğini anlayamıyorum.”

İnsanların en az 100.000 yıl önce yaptığı gibi Neandertallerin dünya okyanuslarını keşfetmek için yola koyulduklarına dair bir kanıt mevcut değil. Böyle bir becerinin tekne inşa etmeye yetecek kadar yaratıcı olmayı sağlayan bir zihniyete sahip olmakla ilgisi olabilir.

Pääbo “Pasifik’e açılmak ve orada olduğunu bilmediğiniz bir şeyi aramak oldukça riskli. Neandertaller diğer memeliler gibi mantıklılardı. Karşı tarafta hiçbir şey görmeden okyanusa açılmaya kalkışmadılar. Bana göre insan tarihindeki en önemli soru, bizim neden bu kadar çılgın olduğumuz?” diyor.

The Guardian. 11 Mayıs 2018.