مطالعه جدید از اندامک های اصلاح شده ژنتیکی مغز برای تقلید از نئاندرتال های گمشده استفاده می کند – ScienceDaily


دکتر آلیسون آر مووتری به عنوان استاد طب اطفال و پزشکی سلولی و مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا ، دانشکده پزشکی سن دیگو ، مدتهاست که در مورد چگونگی رشد مغز و اشتباه در اختلالات عصبی مطالعه کرده است. تقریباً برای مدت طولانی ، او همچنین در مورد تکامل مغز انسان کنجکاو بوده است – چه چیزی تغییر کرده است که باعث می شود ما از نئاندرتال ها و دنیسوان های قبلی ، نزدیکترین خویشاوندان تکاملی خود که قبلا ناپدید شده اند ، متفاوت باشیم؟

تحقیقات تکاملی برای مطالعه چگونگی تغییر یک گونه در طول زمان ، به دو ابزار – ژنتیک و تجزیه و تحلیل فسیل – متکی است. موتری گفت ، اما هیچ یک از این رویکردها نمی تواند چیزهای زیادی در مورد رشد و عملکرد مغز نشان دهد ، زیرا مغز سنگ شکنی نمی کند. هیچ پرونده فیزیکی برای مطالعه وجود ندارد.

بنابراین موتوری تصمیم گرفت سلول های بنیادی را آزمایش کند ، ابزاری که اغلب در بازسازی های تکاملی استفاده نمی شود. سلول های بنیادی ، پیش سازهای خود تجدید کننده انواع دیگر سلول ها ، می توانند برای ساختن اندامک های مغزی – “مینی مغزها” در یک ظرف آزمایشگاهی استفاده شوند. موتری و همکارانش پیشگام استفاده از سلول های بنیادی برای مقایسه انسان با سایر نخستی ها مانند شامپانزه و بونوبو بودند ، اما تاکنون مقایسه با گونه های منقرض شده امکان پذیر نبود.

در مطالعه ای که در 11 فوریه سال 2021 منتشر شد علوم پایه، تیم موتری تفاوت بین ژنوم های مختلف جمعیت انسانی مدرن و نئاندرتال ها و دنیسوان ها را که در دوران پلیستوسن زندگی می کردند ، حدود 2.6 میلیون تا 11700 سال پیش ، فهرست بندی می کند. محققان با تقلید از تغییری که در یک ژن یافتند ، از سلولهای بنیادی برای طراحی اندامکهای مغزی “نئاندرتال” استفاده کردند.

مووتری ، نویسنده ارشد مطالعه و مدیر برنامه سلول های بنیادی UC در سن دیگو و یکی از اعضای سازمان گفت: “جالب است که ببینیم تغییر در یک جفت باز در DNA انسان می تواند نحوه اتصال مغز را تغییر دهد.” کنسرسیوم پزشکی بازساختی سانفورد. “ما به طور دقیق نمی دانیم که چگونه و چه زمانی تغییر در تاریخ تکاملی ما رخ داده است. اما به نظر می رسد قابل توجه است و می تواند به توضیح برخی از توانایی های معاصر ما در رفتار اجتماعی ، زبان ، سازگاری ، خلاقیت و استفاده از فناوری کمک کند.”

در ابتدا ، این تیم 61 ژن را کشف کرد که بین انسان مدرن و بستگان گمشده ما متفاوت است. یکی از این ژنهای تغییر یافته – NOVA1 – توجه موتری را به خود جلب کرد زیرا تنظیم کننده اصلی ژن است که بسیاری از ژنهای دیگر را در طی رشد اولیه مغز تحت تأثیر قرار می دهد. محققان از ویرایش ژن CRISPR برای طراحی سلول های بنیادی مدرن انسانی با جهش نئاندرتال استفاده کردند. NOVA1. سپس آنها باعث شدند سلولهای بنیادی سلولهای مغزی و در نهایت اندامهای مغزی نئاندرتال را تشکیل دهند.

اندامک های مغزی خوشه های کوچکی از سلول های مغزی است که توسط سلول های بنیادی تشکیل می شود ، اما دقیقاً مغز نیستند (از یک طرف ، هیچ ارتباطی با اندام های دیگر مانند رگ های خونی ندارند). با این حال اندامکها مدلهای مفیدی برای مطالعه ژنتیک ، توسعه بیماری و پاسخ به عفونتها و داروهای درمانی هستند. تیم موتوری حتی فرایند ساختن اندامکهای مغزی را برای دستیابی به امواج ارتعاشی الکتریکی سازمان یافته مشابه با امواج تولید شده توسط مغز انسان بهینه کرده است.

اندامک های مغز انسان نئاندرتال بسیار متفاوت از اندامک های مغزی انسان مدرن حتی با چشم غیر مسلح به نظر می رسید. آنها شکل کاملاً متفاوتی داشتند. با نگاهی عمیق تر ، تیم تحقیق دریافت که اندامک های مغز مدرن و نئاندرتال همچنین از نظر تکثیر سلول ها و شکل گیری سیناپس های آنها – ارتباط بین نورونها – متفاوت است. حتی پروتئین های درگیر در سیناپس ها نیز متفاوت هستند. تکانه های الکتریکی نیز در مراحل اولیه فعالیت بیشتری نشان می دهند ، اما در شبکه های اندامک های مغز با مغز نئاندرتال هماهنگ نمی شوند.

به گفته موتری ، شبکه عصبی در اندامک های مغز با موازی نئاندرتال تغییر می یابد ، به موازات روشی که در آن نوزادان غیر انسان تازه متولد شده سریعتر از نوزادان انسان توانایی های جدیدی کسب می کنند.

موطری گفت: “این مطالعه فقط بر روی یک ژن متمرکز است که بین انسان مدرن و بستگان گمشده ما متفاوت است. سپس ما می خواهیم 60 ژن دیگر را بررسی کنیم و اینکه چه اتفاقی می افتد در صورت تغییر هر یک یا ترکیبی از دو یا چند ژن.”

“ما منتظر این ترکیب جدید زیست شناسی سلول های بنیادی ، عصب شناسی و دیرینه شناسی هستیم. توانایی استفاده از رویکرد مقایسه ای انسانهای مدرن نسبت به سایر انسانهای منقرض شده ، مانند نئاندرتالها و دنیسوان ها ، با استفاده از اندامکهای مغز حامل انواع ژنتیکی اجداد ، یک زمینه کاملاً جدید برای مطالعه است. “

برای ادامه این کار ، موتوری با همکاری کاترین سمندفری ، استاد انسان شناسی در UC San Diego و یکی از نویسندگان این تحقیق ، برای هدایت مرکز بایگانی یا ArchC جدید UC سن دیگو همکاری کرد.

سمندفری گفت: “ما این کار شگفت انگیز را با سلولهای بنیادی با مقایسه های آناتومیکی مختلف و شرایط عصبی ترکیب و ادغام خواهیم کرد تا فرضیه های پایین دستی در مورد عملکرد مغز بستگان گمشده خود ایجاد کنیم.” “این رویکرد عصب باستان شناسی تکمیل کننده تلاش برای درک ذهن اجداد و نزدیکان نزدیک ما مانند نئاندرتال ها خواهد بود.”

افشاگری: آلیسون R. Muotri یکی از بنیان گذاران است و در TISMOO ، یک شرکت اختصاص داده شده به تجزیه و تحلیل ژنتیکی و مدل سازی اندامک های مغز ، با تمرکز بر برنامه های درمانی سفارشی برای اختلال طیف اوتیسم و ​​سایر اختلالات عصبی با منشأ ژنتیکی ، سهیم است. شرایط این توافق نامه مطابق با سیاست های تضاد منافع آن توسط دانشگاه کالیفرنیا ، سان دیگو بررسی و تأیید شده است.


منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>