Proč se člověku vyvinul větší mozek, než jiným lidoopům

Tento faktor objevili vědci Laboratoře molekulární biologie Medical Research Council (MRC) z britské Cambridge a svůj objev publikovali v časopise Cell. Pro svůj experiment vytvořili modely, představující časný vývoj mozku, tedy takzvané organoidy. Tyto modely vznikly vypěstováním z lidských, gorilích a šimpanzích kmenových buněk. Zjistili, že podobně jako skutečné mozky, rostly lidské organoidy mnohem rychleji, než organoidy ostatních lidoopů.

V raných fázích vývoje mozku jsou neurony vytvářeny kmenovými buňkami zvanými neurální progenitory. Ty mají zpočátku válcovitý tvar, který jim usnadňuje dělení na identické dceřiné buňky stejného tvaru. Čím více se progenitory dělí, tím více neuronů bude budoucí mozek obsahovat. Jak buňky dozrávají, zpomaluje se množení, buňky se prodlužují a vytvářejí tvar podobný kuželu. Jejich množení se spolu s touto změnou ruku v ruce zpomaluje.

Mozkové organoidy vědcům umožnily odhalit, jak tento proces probíhá u lidí, goril a šimpanzů. Zjistili, že u goril a šimpanzů trvá dlouho, přibližně pět dní. Lidské kmenové buňky byly v tomto přechodu opožděné ještě více a změna na "nedělitelné" progenitory zabrala celý týden. Udržovaly si tak svůj válcovitý "dělivý" tvar déle než jiní lidoopi a tak vytvořily více neuronů. Zjednodušeně bychom mohli říci, že lidské mozky mají dva dny k dobru, díky kterým jsou vyvinutější.

Aby vědci odhalili genetický mechanismus, který tyto rozdíly vytváří, porovnali u organoidů genovou expresi. U opičích si všimli časnějšího spuštění exprese genu zvaného ZEB2. Aby otestovali jeho funkci, zpozdily jeho účinky. To zpomalilo zrání progenitorových buněk a gorilí mozek se vyvíjel podobně, jako lidský.

Když naopak spustili expresi ZEB2 dříve v lidských progenitorech, vyvinuly se organoidy po vzoru lidoopů. Vědci dodávají, že organoidy jsou stále jen modelem a nemusí plně replikovat skutečný mozek. U zásadních otázek naší evoluce však poskytují mozkové tkáně pohled na to, jaké klíčové okamžiky byly pro náš vývoj důležité.

Originální publikace: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867421002397

Zdroj: ScienceDaily, zdroj titulního obrázku: Jonathan Brody, Unsplash.