İnsan ve Neandertal Beyninde Önemli Bir Fark Bulundu

Fareler üzerinde deney yapan bilim insanları, modern insan beyninin önemli bölümlerinin gelişmesinin, Neandertal’inkinden daha fazla zaman aldığına dair kanıtlar buldu.

Tıpkı tavşan ve kaplumbağa hikayesindeki gibi, bu durumda da kazanan, yavaş ve istikrarlı olandı. Fazladan zaman, kromozom hatalarını azalttığı görülen protein farklılıklarından kaynaklanır ve sonuçta daha sağlıklı, daha sağlam bir popülasyon elde edilir.

Çalışmanın sonuçları, neokorteksimizin (üst düzey düşünmeden sorumlu dış katman) gelişimindeki bu adımın, Neandertallerin eksik olduğu görünen bir özellik olan bizi hastalıklardan korumada bir rol oynadığını ima ediyor.

Son yıllarda, genetik alanındaki ilerlemeler, bilim insanlarının eski kalıntılardan elde edilen DNA’yı dizilemelerine izin vererek, Neandertal genomunun kendi genomumuzla nasıl karşılaştırıldığına ve karşıtlık oluşturduğuna dair ayrıntılı bilgiler ortaya çıkardı.

(İlgili: Neandertaller DNA’mızda Yaşıyor – Ve Diğer Eski İnsanlar da)

Örneğin, modern insanlar Neandertalleri ve bir başka yakın kuzeni olan Denisovalıları meydana getiren daldan ayrıldığında değişen proteinleri oluşturan bileşikler olan yaklaşık 100 aminoasidi biliyoruz. Aminoasit ikamesinin önemli etkileri olabilir, ancak bu ikamelerin insanlar ve Neandertaller arasında hangi işlevleri değiştirdiği açık değildi.

Tanımlanan ikamelerin altısı, hücre bölünmesi sırasında kromozomların dağılımında rol oynadığı bilinen proteinlerde bulunur. Almanya’daki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği Enstitüsü’nden genetikçi Felipe Mora-Bermúdez liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu amino asit değişikliklerinin neokorteks gelişiminde oynayabileceği rolü belirleyip belirleyemeyeceklerini görmek için deneyler yaptı.

Doğal denek, ilgili proteinlerdeki aynı altı aminoasidi Neandertallerle (ve maymunlarla) paylaşan laboratuvar fareleriydi. Araştırmacılar, CRISPR Cas-9’u kullanarak bu aminoasitleri modern insanlarda bulunan aminoasitlerle değiştirdi.

Aynı zamanda araştırmayı ters yöne doğru da denediler. Embriyonik kök hücrelerden (canlı veya duyarlı olmayan beyin dokusu yığınlarından) insan beyni organoidleri ürettiler ve modern insan aminoasitlerini Neandertal/fare/maymun varyantlarıyla değiştirdiler.

Sonuçlar çarpıcı ve büyüleyiciydi.

Mora-Bermúdez, “Proteinlerin ikisinde bulunan üç modern insan aminoasidinin, kromozomların hücre bölünmesi için hazırlandığı bir faz olan daha uzun bir metafaza neden olduğunu bulduk. Bu, kromozomlar, tıpkı modern insanlarda olduğu gibi, nöral kök hücrelerin yavru hücrelerine dağıtıldığında daha az hata ile sonuçlanır.” diyor.

Ek olarak, Neandertalleşmiş insan organoidlerindeki metafaz daha kısaydı ve bu da kontrol organoidlerine kıyasla iki kat daha fazla kromozom ayırma hatasıyla sonuçlandı. Bu, üç modern insan aminoasit ikamesinin Neandertallere kıyasla daha az kromozom dağılım hatasından sorumlu olduğunu gösteriyor.

Polisomi olarak bilinen kromozom sayısındaki hatalar, lösemi ve karsinom gibi kanserlerin yanı sıra ciddi rahatsızlıklara neden olabileceğinden, sonuçlar değişimin modern insanın yararına olduğunu gösteriyor. Ayrıca, Neandertallerdeki beyin fonksiyonunun, modern insanlarda gördüğümüzden daha yüksek oranda kromozomal bozukluklardan etkilenmiş olabileceğini öne sürüyorlar.

Araştırmacılar makalelerinde, “Mevcut veriler, kromozomal yanlış ayrışmanın bu tür zararlı etkilerinin olasılığının modern insanlarda Neandertaller, Denisovalılar ve maymunlardan daha düşük olabileceğini ima ediyor.” diyor.

“Modern insanın karakteristik özellikleri için bu etkilerin önemini ele almak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var.”

Science Alert. 29 Temmuz 2022.

Makale: Mora-Bermudez, F., Kanis, P., Macak, D., Peters, J., Naumann, R., Sarov, M., … & Paabo, S. (2022). Longer metaphase and fewer chromosome segregation errors in modern human than Neandertal brain development. bioRxiv.