Ученые вырастили клетки мозга неандертальца

Появились первые результаты эксперимента по выращиванию органоидов коры головного мозге из клеток, несущих характерную для неандертальцев мутацию. Оказалось, что изменение всего одного гена сильно изменило форму и характер связей между нейронами органоида. 

В мае группа ученых под руководством антрополога Сванте Паабо начала эксперимент по выращиванию органоидов коры головного мозга с мутацией, обнаруженной в ДНК неандертальцев. Такую же работу ведут исследователи из некоторых других институтов, и на прошлой неделе группа под руководством Элиссона Мюотри (Alysson Muotri) из Калифорнийского университета из Сан-Диего рассказала о первых результатах; пока их статья готовится к публикации, ученые сделали доклад на конференции Imagination and Human Evolution.

Американские ученые работали с одной мутацией, характерной для неандертальского генома — мутацией в гене NOVA1, который экспрессируется в нейронах и «молчит» во всех остальных клетках организма. Ее внесли в ДНК человеческих клеток-фибробластов с помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9. Потом фибробласты вернули к состоянию плюрипотентных стволовых клеток и направили их по пути развития нейрона — клетки коры головного мозга. Культура мутантных нейронов, делясь и образуя друг с другом связи, образовала органоид мозга — не целый мозг, а небольшую часть, агрегат клеток, структура которого, как принято считать, повторяет структуру целого органа.

Белок, который кодируется геном NOVA1, регулирует сплайсинг РНК; другими словами, от него зависит, какие белки получатся в результате экспрессии других генов. У человека современного типа мутации в NOVA1 связаны с некоторыми видами рака. Неандертальский вариант этого гена рака не вызвал, но совершенно изменил форму и характер связей между нейронами органоида. Нейронные агрегаты из контрольной группы, без неандертальского варианта, имели сферическую форму, геометрия «неандертальских» органоидов оказалась более сложной. Кроме того, мутация изменила скорость миграции зрелых нейронов и количество синаптических связей, образованных между клетками — их оказалось меньше.

Работа Мюотри стала только первым шагом к пониманию того, как был устроен и как работал мозг неандертальца. С помощью органоидов с нейронами, несущими «неандертальские» мутации, ученые — Мюотри, Паабо и их коллеги — рассчитывают понять, чем неандертальский мозг отличался от мозга Homo sapiens, и, возможно, понять, почему сейчас на Земле живет только наш вид.