Jeden gen sprawił, że mamy takie mózgi
Kiedy kilka milionów lat temu w Afryce trwał ewolucyjny wyścig zbrojeń, jeden gen zdecydował o wszystkim.
Co dokładnie sprawiło, że linia Homo oddzieliła się od Australopiteków? Nasz mózg, który pozwolił nam na wiele innowacji – użycie narzędzi, migracje, a wreszcie mowę i sztukę, zaczął się kształtować w wyniku jednego genu. Gen ten, zamiast jednej, stworzył dwie kopie siebie samego. A potem jeszcze dwie. To, co powinno spowolnić mózg człowieka, pomogło mu stworzyć więcej połączeń nerwowych i działać szybciej.
Jak donoszą genetycy na łamach „Nature”, taka duplikacja genów to rzadkość. Na przestrzeni 6 milionów lat, od kiedy oddzieliliśmy się od szympansów, zduplikowało się tylko około 30 genów. Jak wyjaśnia Evan Eichler z University of Washington in Seattle, geny te są jak na razie słabo znane, a wiele z nich związane jest właśnie z działaniem mózgu.
Eichler i jego kolega Franck Polleux postanowili przyjrzeć się genowi SRGAP2. Wpływa na rozwój kory nowej, która konstroluje bardziej skomplikowane funkcje mózgu, na przykład mowę i myślenie abstrakcyjne. Grupa Eichlera odkryła, że SRGAP2 skopiował się około 3,5 mln lat temu, a zatem sporo czasu po tym, jak oddzieliły się od siebie linie ludzi i szympansów. 2,5 lat temu, a zatem milion lat później, nowy gen znów się rozmnożył. Współcześni ludzie mają wszystkie trzy jego wersje.
Co ciekawe, każda kolejna kopia SRGAP2 była gorsza od oryginału - podobnie jak w przypadku kserowania. Nowe wersje genów nie były zatem w stanie kontrolować procesów dojrzewania i starzenia mózgu. Okazało się, że to dobroczynna zmiana, bo ludzki mózg dojrzewał wolniej i mógł lepiej się kształtować. Neurony mogły wytwarzać o 50-60 proc. więcej połączeń nerwowych.
Manipulacje genetyczne na myszach przy użyciu dodatkowych wersji SRGAP2 tworzyły inteligentniejsze gryzonie. Dlaczego – jeszcze do końca nie wiadomo. Badania trwają. Można jednak przypuszczać, że to duplikacje tego genu miały związek ze zmianami w ludzkim mózgu. Drugie kopiowanie miało miejsce dokładnie wówczas, kiedy, zdaniem antropologów, rodzaj Homo oddzielił się od australopiteków. Gen SRGAP2 zapewne maczał w tym palce.
Co jednak, gdyby dokonać kolejnej duplikacji? Czy wpłynęłoby to na funkcjonowanie naszych mózgów? - Ciekawa idea – mówi Eichler.
Co dokładnie sprawiło, że linia Homo oddzieliła się od Australopiteków? Otóż, Nasz mózg, który pozwolił na wiele innowacji – użycie narzędzi, migracje, a wreszcie mowę i sztukę, zaczął się kształtować pod wpływem jednego genu.
Gen ten stworzył dwie kopie siebie samego. A potem jeszcze dwie... To pomogło mózgowi naszych przodków stworzyć więcej połączeń nerwowych i działać szybciej. Jak donoszą genetycy na łamach „Nature”, taka duplikacja genów to rzadkość. Na przestrzeni 6 milionów lat, od kiedy oddzieliliśmy się od szympansów, zduplikowało się tylko około 30 genów. Jak wyjaśnia Evan Eichler z University of Washington in Seattle, geny te są jak na razie słabo znane, a wiele z nich związanych jest właśnie z działaniem mózgu.
Eichler i jego kolega Franck Polleux postanowili przyjrzeć się jednemu z tych genów, SRGAP2. Wpływa on na rozwój kory nowej, która kontroluje bardziej skomplikowane funkcje mózgu, na przykład mowę i myślenie abstrakcyjne. Grupa Eichlera odkryła, że SRGAP2 skopiował się około 3,5 miliona lat temu. Milion lat później nowy gen znów się rozmnożył. Współcześni ludzie mają wszystkie trzy jego wersje.
Co ciekawe, każda kolejna kopia SRGAP2 była gorsza od oryginału - tochę jak przy kserowaniu. Nowe wersje nie były zatem w stanie kontrolować procesów dojrzewania i starzenia się mózgu. Okazało się, że to dobroczynna zmiana, dzięki której ludzki mózg dojrzewał wolniej i mógł lepiej się ukształtować. Neurony zaczeły wytwarzać o 50-60 procent więcej połączeń nerwowych. Manipulacje genetyczne na myszach przy użyciu dodatkowych wersji SRGAP2 pozwoliły wyhodować inteligentniejsze gryzonie. Dlaczego – jeszcze do końca nie wiadomo, ale badania trwają.
Można przypuszczać, że duplikacje genu miały związek z prehistorycznymi zmianami w ludzkim mózgu. Drugie kopiowanie miało miejsce dokładnie wówczas, kiedy, zdaniem antropologów, rodzaj Homo oddzielił się od australopiteków. Gen SRGAP2 zapewne maczał w tym palce...
A gdyby doszło do kolejnej duplikacji? Czy wpłynęłoby to na funkcjonowanie naszych mózgów? - Ciekawa idea... – mówi Eichler.
(ew/NewScientist.com)
