Нейроны мозга показали более качественный рост у людей, чем у неандертальцев

Ученые впервые проследили за ростом нейронов неандертальцев, что помогло им раскрыть фундаментальные различия в работе генов, отвечающих за рост коры мозга людей и Homo neanderthalensis. Человеческие вариации этих участков ДНК снижают число ошибок при делении "заготовок" нейронов, пишут исследователи в статье в журнале Science Advances.

"Человеческие вариации этих генов увеличивают длительность метафазы, одной из стадий деления клетки, в ходе которой копии хромосом разделяются на две обособленных группы. В результате этого формирование коры мозга человека сопровождается меньшим число ошибок при делении клеток, чем рост аналогичных тканей мозга денисовцев и неандертальцев", - пишут исследователи.

Расшифровка генома неандертальцев, проведенная в 2009 году группой ученых под руководством Сванте Паабо, директора Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия), показала, что неандертальцы оставили в нашей ДНК примерно 2-4% своих генов. Часть этих генов, по мнению ученых, помогла нашим предкам приспособиться к жизни на севере. Еще больше интереса у антропологов вызывают те гены, структура которых отличается у неандертальцев и кроманьонцев.

Выявление подобных различий поможет ученым понять, что могло послужить причиной вымирания неандертальцев, а также раскрыть характерные отличительные черты поведения и анатомии наших предков и их соседей. В частности, два года назад Паабо и его коллеги обнаружили, что неандертальцы обладали необычно развитой мускулатурой и пониженным болевым порогом.

Секреты мозга неандертальцев

В своей новой работе Паабо и его коллеги подвели итоги амбициозного эксперимента по изучению различий в работе нервных клеток людей и неандертальцев, о начале которого ученые сообщили еще в 2018 году. Для получения подобных сведений палеогенетики и молекулярные биологи вставили в ДНК человеческих стволовых клеток фрагменты генома неандертальцев и вырастили из них миниатюрные подобия мозга.

Для сравнения исследователи вырастили аналогичные структуры из полноценных человеческих стволовых клеток, а также из клеток шимпанзе, ближайшего родственника людей и неандертальцев из числа ныне существующих приматов. Ученые детально изучили рост всех трех "мини-мозгов" и выделили несколько интересных различий в процессе формирования этих органоидов.

В частности, Паабо и его коллеги обнаружили, что рост коры мозга неандертальцев сопровождался необычно большим числом ошибок, связанных с некорректным разбиением генетического материала делящихся стволовых клеток на две половины. Эти сбои, как выяснили ученые, были связаны с небольшими различиями в структуре генов KIF18a, CASC5, и SPAG5, управляющих процессом "растаскивания" копий хромосом по двум половинкам делящихся стволовых клеток.

Что интересно, "неандертальские" вариации этих генов были также характерны и для шимпанзе, и для денисовцев, еще одного вида древних людей, живших на Алтае и в Восточной Азии в то же время, что и Homo neanderthalensis в Европе. Это говорит в пользу того, что появление человеческих версий KIF18a, CASC5 и SPAG5 сыграло важную роль в эволюции нашего вида и в обретении им уникальных умственных способностей, подытожили ученые.