İnsan ve Neandertal Karışımı ‘Mini Beyinler’ Geliştirildi

Araştırmacılar mini beyinleri ilk kez yetiştirmiyor. Ancak ilk kez birileri insan organı ile antik kuzeninin hibrit organını yetiştirdi.

İnsan ve Neandertal genlerinin karışımından üretilen bu susam tohumu büyüklüğündeki beyinler, organların binlerce yılda nasıl evrildiğine dair merak uyandırıcı ipuçları sunarak Kaliforniya Üniversitesi San Diego laboratuvarında petri kaplarında kısa bir yaşam sürdü.

Bilim insanları, insan beyninin bu denli büyük ve karmaşık bir yapıya nasıl dönüştüğünü uzun zamandır merak ediyor. Bunu öğrenebilmenin bir yolu da beynin gelişiminde yer alan modern genlerle antik kuzenlerimizde bulunanları kıyaslamaktan geçiyor.  Bilim insanları Neandertallere ait fosilleşmiş bir sürü kalıntı bulmuş olsa da, 37.000 yıl önce nesli tükenen kuzenlerimizin korunmuş bir beynini henüz bulamadılar. Bu eksiği gidermek için, bir araştırma grubu petri kabında küçük, bilinçsiz “mini beyinler” yetiştirdi. Beyinlerin bazıları standart insan genleri kullanılarak yetiştirildi, bazıları ise Neandertal kalıntılarından beyin geliştirme geni alabilmek için gen editleme aracı CRISPR kullanılarak başkalaştırıldı.

Araştırmacılar tarafından küçük beyinler ilk kez yetiştirilmiyordu. Ancak ilk kez birileri insan organı ile antik kuzeninin hibrit organını yetiştirdi.

(Neandertallerin Yok Oluş Sebebine Dair Bilimsel Bakış Değişti)

Araştırmacılar arasında NOVA1’in beyin gelişiminde önemli bir role sahip olduğu biliniyor. Bu bilgiye dayanarak insan NOVA1 genini, bilhassa bazı kök hücrelere yerleştirdiler. Bu kök hücreler, uzun zaman önce yok olan Neandertallerin kemiklerindeki genetik kalıntılardan bir araya getirilmiş NOVA1 geniyle mini beyinler geliştirmek için kullanılan kök hücrelerdi. 

Kaliforniya San Diego Üniversitesi’nde nörolog olarak görev yapan proje yürütücüsü Alysson Muotri’nin söylediğine göre insan beyniyle insan-Neandertal hibridi arasındaki fark gözle görülür seviyedeydi.

İnsan mini beyinleri, tıpkı küçük mermerler gibi yumuşak bir küre şeklinde olmaya eğilimlidir. Araştırmacıların raporlarına göre Neandertal beyinleri ise daha küçük ve daha düzensizdi. Aynı zamanda gelişmeleri daha uzun zaman aldı. Araştırmacılara göre farklı petri kaplarına bakan herhangi biri, bu farkı anında görebilir.

Farklı bir analizde ise Neandertal parçalı mini beyinlerin nöral aktivitede daha kaotik olduğu ve insan beyninden daha farklı protein setleri ürettiği gözlemlendi.

Moutri ve ekibi NOVA1’i tercih etti, çünkü NOVA1 sinirler arasında bağlantıyı sağlamakta önemli bir rol oynuyor ve bu gene verilen hasar sinir hastalıklarına sebep olabiliyor, araştırmacıların beyni anlamak için yaptıkları çalışmalarda kilit hedeflerden biri de bu.

Neandertal NOVA1 genlerinin sentezlenmesi nispeten daha kolay. Sadece genetik kodlarındaki bir harf, insan varyantındakinden farklı.

NPR’ın haberine göre farklılıklar Neandertal beyninin insan beyninden daha hızlı olgunlaştığını, bu durumun Neandertalleri daha genç yaşta daha olgun yaptığını gösteriyor. Ancak bu hızlı gelişme Neandertalleri, insan çocuklarının karmaşık düşünce yapısını ve sosyal bağları kurmasına avantaj sağlayan geniş çaplı gelişiminden yoksun bıraktı.

Live Science. 5 Mart 2021.

Makale: Trujillo, C. A., Rice, E. S., Schaefer, N. K., Chaim, I. A., Wheeler, E. C., Madrigal, A. A., … & Muotri, A. R. (2021). Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment. Science, 371(6530).