Обезьянам пересадили человеческий ген
Их мозг изменился и стал походить на наш
Человеческий ген, внедренный зародышам небольших обезьян – обыкновенных игрунок, увеличил размер их мозга и усилил функцию нейронов. Об этом сенсационном открытии сообщила группа японских и немецких ученых во главе с профессором Михаэлем Хейде из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка.
Человеческий ген был введен зародышам семи обезьян, и эти генно-инженерные организмы показали признаки расширения мозга. Кроме того, в мозгу обезьяны образовывались морщинистые бороздки, подобные тем, что мы видим в мозге человека, а количество нейронов в неокортексе резко увеличивалось.
Мозг игрунок намного меньше и более гладкий, чем мозг человека. В процессе эволюции неокортекс нашего мозга «свернулся», образуя морщинистое тело, что позволило увеличить площадь поверхности неокортекса в ограниченном пространстве человеческого черепа.
В эксперименте с обезьянами ученые использовали ген ARHGAP11B, который встречается у людей, но никогда не был обнаружен у других приматов и млекопитающих. По словам исследователей, этот ген контролирует сознательное мышление, рассуждение и язык, а после внедрения в мозг обезьяны он вызвал рост большего количества стволовых клеток, что привело к увеличению мозга.
Изображение полушария мозга плода игрунки, выращенного с человеческим геном ARHGAP11B. Ядра клеток показаны белым цветом. Левая стрелка указывает на борозду (углубление или бороздку в коре головного мозга), а правая стрелка указывает на извилину (гребневидное возвышение).
Авторы работы уточняют, что первыми, кто проводил эксперименты с трансгенными приматами, были ученые из Центра исследований мозга RIKEN. Им удалось произвести трансгенных животных с передачей по зародышевой линии (GT). GT — это метод, при котором эмбриональные стволовые клетки вносят вклад в репродуктивные клетки млекопитающих (половые клетки) и генетически передаются его потомству.
Однако в этом проекте не использовался GT, поскольку трансгенным плодам обезьян так и не было суждено родиться. Все плоды были извлечены из матки матери с помощью кесарева сечений на 102-й день беременности.
«Мы ограничились анализом плодов игрунок, поскольку предполагали, что экспрессия этого специфичного для человека гена повлияет на развитие неокортекса у обезьян. В свете возможных непредвиденных последствий в отношении постнатальной функции мозга, мы сочли необходимым - и обязательным с этической точки зрения — сначала определить эффекты ARHGAP11B на развитие неокортекса обезьяны», — Виланд Хаттнер, соавтор исследования.
ARHGAP11B возник в результате частичной дупликации гена ARHGAP11A примерно пять миллионов лет назад вдоль эволюционной линии, ведущей к неандертальцам, денисовцам и современным людям.
Проведенные в 2015 году тесты на эмбрионах мышей показали, что этот ген может иметь огромное влияние на развитие мозга. У эмбрионов, которым вводили этот ген, увеличивались области мозга, а у некоторых образовалась морщинистая поверхность, характерная для человеческого мозга.
Концепция работы с человеческими генами долгое время оставалась предметом научной фантастики. Однако сегодня ученые быстро преодолевают технологические барьеры и совершают прорывы в лечении различных болезней. Те же технологии используются на животных и могут применяться для защиты исчезающих видов. Около года назад китайские ученые уже пересаживали человеческие гены обезьянам, но тогда размер мозга животных не изменился.
Некоторые исследователи полагают, что редактирование генома в конечном итоге вернет вымершие виды животных путем смешивания генов, собранных из ДНК вымерших видов, с существующими.
"Мужчина вернул малыша игрунки его маме
Обыкновенная игрунка или уистити (лат. Callithrix jacchus) — примат из семейства игрунковых. Обыкновенные игрунки — очень маленькие обезьяны. Самцы чуть больше самок: средняя длина тела самца составляет 188 мм, в то время как самки — 185 мм. Самцы весят в среднем 256 грамм, а средний вес самки составляет 236 грамм. В 2014 году был расшифрован геном обыкновенной игрунки. Эти особи обитают в северо-восточных и центральных лесах Бразилии. За один раз самка рожает 2-3 детёнышей по 25 г каждый. Первое время малыши передвигаются на животе самки. По истечении 7 дней о маленьких игрунятах заботятся самцы, отдавая их самкам только для кормежки. Через 2-3 месяца детеныши уже сами могут добывать себе корм и становятся самостоятельными.
Отсюда - https://redd.it/ivlvh9
Учёные увеличили толщину коры головного мозга обезьян
С помощью уникального человеческого гена, связанного с развитием неокортекса, японские и немецкие ученые смогли увеличить объем мозга эмбрионов обезьяны-игрунки.
Ген ARHGAP11B присутствует только у человека и связан с ростом клеток мозга. Считается, что этот ген появился примерно пять миллионов лет назад, после отделения эволюционный линии, приведшей к появлению неандертальцев, денисовцев и современного человека.
В ходе предыдущих исследований ученые уже выяснили, что у мышей ARHGAP11B вызывает повышенный рост некортекса, однако воздействие гена на приматов до сих оставалось неисследованным. Этот пробел решили восполнить ученые из японского Центрального института экспериментальных животных, Университета Кэйо в Токио и Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Маска Планка в Лейпциге.
Японские участники исследования являются пионерами в развитии технологий производства трансгенных приматов, и их опыт был использован для модификации генов обыкновенной игрунки (Callithrix jacchus) — маленькой обезьяны, обитающей в лесах Бразилии. В ходе эксперимента эмбрионам этих животных в ходе развития неокортекса обеспечили экспрессию человеческого ARHGAP11B. После 100 дней развития и за 50 дней до нормальной даты рождения мозг эмбрионов был подвергнут тщательному исследованию в Институте молекулярной клеточной биологии и генетики в Лейпциге.
«Мы установили, что неокортекс игрунок был увеличен, а поверхность мозга покрыта складками. Кортикальная пластина также была больше нормы, — рассказывает один из авторов исследования Михаэль Хайде. — Кроме того, мы обнаружили повышенное число клеток-предшественников, а именно базальных радиальных глиоцитов, во внешней субвентрикулярной зоне, а также повышенное число нейронов в верхних слоях коры. Увеличение числа этих нейронов характерно именно для эволюции приматов».
Из полученных результатов ученые сделали вывод, что именно ген ARHGAP11B определил развитие человеческого неокортекса в ходе эволюции. При этом они отмечают, что в ходе своего исследования сознательно ограничились изучением мозга эмбрионов, посчитав это этичным — учитывая влияние гена на развитие мозга, последствия после рождения этих обезьян могли быть совершенно непредсказуемыми.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.