En vivo", el mini-cerebros" de los neandertales digan, lo que hace que nuestro cerebro especial

Él aisló el adn de las momias egipcias. Abrió денисовских gente muerta vistas de la antigua humanos, секвенировав de adn a partir de un pequeño fragmento de hueso. Dirigió el gran estudio de la recuperación del genoma de el hombre de neanderthal — y encontró las huellas de sus genes, que todavía se esconden en algunos de nosotros hoy en día. Ahora, el sueco, el genetista dr. Сванте Паабо de nuevo quiere voltear палеонтологию de arriba abajo — esta vez él tenía la intención de hacer crecer las células madre de los neandertales en la pequeña żqué estructura del cerebro en el tubo de ensayo.

En sus planes no existe una completa recuperación del cerebro el hombre de neanderthal en cuba — más bien, él quiere utilizar la edición de genes, para dar humana стволовым las células de algunas variantes de los genes detectados por el de los neandertales. Estos editadas de las células madre a continuación, se coloca en una pequeña celda del cerebro, que imitan el desarrollo del cerebro en el feto, en el juego con sus propios vasos sanguíneos, нейронными redes y operan синапсами.

Al Comparar el crecimiento de неандертализированных mini-cerebros con el cerebro humano, Паабо espera seleccionar los factores genéticos, que nos hacen tan especial.

"los Neandertales eran razonables, al igual que otros mamíferos. Ellos no salían a la mar, si no han visto la otra orilla", dice Паабо. "Pero para mí, la pregunta más grande en la historia de la humanidad es: ¿por qué somos nosotros los que lo han llegado a ser tan desesperada?".

la Revolución de adn

Los Paleontólogos desde hace tiempo se ha preguntado, como la evolución de la слепила nuestros increíbles cerebro. Comparando nuestra genética con la genética de nuestros parientes más cercanos-los monos, la genética cuidadosamente identificado un puñado de críticos de diferentes genes. Por ejemplo, las pequeñas mutaciones en el FOXP2, al parecer, se encuentran en la base de nuestra capacidad de formar complejos de fonemas y palabras. Algunos incluso creen que el FOXP2 es un elemento clave biológica de la ventaja que nos da nuestro rico, rico idioma.

Por desgracia, la comparación de los genomas sólo puede identificar los genes que difieren de los humanos y los monos — y así es como estos genes han formado nuestro desarrollo cerebral, esta pregunta sigue sin respuesta.

"Antes de nosotros simplemente se limitan a la visualización de los datos de la secuenciación y la catalogación de las diferencias de los otros primates", lamenta нейрогенетик simon fisher, rector del Instituto de психолингвистики max Planck en nimwegen, países bajos. "Estamos ligeramente decepcionado de trabajar tantos años con las herramientas tradicionales".

Ahora, gracias a la tecnología de adn, todo debe cambiar.

Alrededor de treinta años Паабо comenzó a considerar seriamente la posibilidad radical de la idea: ¿se puede extraer adn a partir de tejido muerto? Aunque el adn relativamente estable en comparación con otros биомолекуламии, tales como las proteínas, comienza rápidamente a desintegrarse después de la muerte. La famosa doble hélice, cuidadosamente смотанная la naturaleza en su compacta estructura, con el paso del tiempo se divide en fragmentos cortos. Recoger los fragmentos de vuelta en una sola estructura resulta sumamente difícil, pero en 1985, utilizando los restos de 2400 años de la momia, Паабо demostrado de forma convincente que puede hacerlo.

Este descubrimiento ampliamente abrió las puertas de la paleontología. Los científicos han dejado de ser los relacionados tradicional de adn modernos, vivos de las especies tuvieron una poderosa herramienta que permite volver atrás en el tiempo y explorar el adn, se ha perdido en la historia.

Cegado por este éxito inicial, Паабо se dirigió a неандертальцам, misteriosa rama de las personas, que se han extinguido más de 30 000 años. En 2016 se publicó el primer genoma completo el hombre de neanderthal, шокировав de los científicos y el público intrigante el resultado: de 1 a 6 por ciento de los genes de los neandertales estaban presentes en las personas procedentes de europa, oriente medio y el Lejano oriente. En otras palabras, en algún momento de la historia antigua de nuestros antepasados bailaban tango horizontal con sus neandertales кузенами, y nos directa el patrimonio de estas danzas.

"los Neandertales dejaron huella en el adn de personas hoy. Es muy fresco. Los neandertales no se extinguieron por completo", dijo Паабо en el tiempo.

Su descubrimiento llevó a una pregunta más amplia: ¿en qué medida los neandertales nos de la familia? Como la gente moderna, estos homínidos con una amplia mandíbula y convexa надбровной arco vivían en las cuevas y pintaban en las paredes, creación de sombreros y adornaban sus cuerpos con colores mucho antes de que la pierna de la gente moderna salido de europa. Sin embargo, se han extinguido, y las personas llegaron a mil millones de la población y dispersos por todo el mundo.

Al Comparar nuestros genomas, el grupo Паабо ha identificado varias regiones que contienen variaciones de adn de los cambios que puedan ayudar a las personas a adaptarse. Entre ellos — genómicas de la esfera, que desempeñan un papel en el desarrollo cognitivo.

A Pesar de nuestros salvajemente diferentes destinos pueden o no estar completamente relacionados con las diferencias en el conocimiento, la Паабо considera que este sitio es una buena idea comenzar. Y gracias a органоидам cerebro ahora se puede probar su idea.

Cerebrales de bolas

Органоиды cerebro se le llama de diferentes maneras: parálisis cerebrales de la esfera, mini-cerebro, parálisis cerebrales органоиды. Por primera vez inventado en el año 2013, estos originales bolas o gotas del cerebro se ven muy жутковато. Pero debido a que su crecimiento refleja el desarrollo humano embrionario del cerebro, estas bolas rápidamente se convirtió en el juguete preferido de нейробиологов.

Recetas de fabricación cerebrales органоидов son variadas, pero generalmente se hacen de las células madre de la persona. Bajo la atenta supervisión de las células lentamente se desarrollan en las piezas de tejido cerebral con ayuda de la químicala sopa. Al igual que real cerebro humano, la mayoría de las gotas contienen la estructura similar a la de la corteza cerebral, морщинистый la capa externa del cerebro, que se encargará de las funciones cognitivas de nivel superior, tales como la atención, el lenguaje y el pensamiento.

Al cabo De un tiempo adecuado, en el interior de las neuronas cerebrales de bolas наливаются eléctrico de la actividad y se conectan a las redes neuronales, y algunas conexiones las conexiones se pueden realizar a través de todo el органоид. Estos incluyen las gotas no son "mini-cerebros" en el sentido de que pueden pensar o sentir, no. Pero un análisis cuidadoso de su celular, la composición y la expresión de genes mostró un conjunto de tipos neuronales, la cantidad total de trabajo que recuerda el cerebro del embrión en el segundo trimestre.

En Otras palabras, cerebrales de bolas — los candidatos ideales para el estudio del desarrollo del cerebro. Desde su creación se han utilizado para simular el autismo, la esquizofrenia y el estudio de la influencia del virus de la sikaflex en el cerebro fetal.

Y ahora, gracias a la Паабо, encontrarán aplicación en la paleontología.

el Renacimiento de los neandertales

Para restaurar todo el неандертальский el genoma, los científicos tendrían que cambiar un millón de genes. Este ambicioso objetivo en la actualidad es imposible, incluso con el uso de complejas herramientas de edición del genoma, tales como CRISPR.

En Lugar de malos edición de los неандертальских de casos en humanos con células madre Паабо utiliza más sutil: introduce sólo tres puntos clave para el gen que se diferencian de los humanos y los neandertales y, a continuación, realiza un seguimiento de la influencia de estos genes en el desarrollo de su cerebro.

Este Es un método probado.

Hace Unos años, trabajando con Виландом Хаттнером, нейробиологом del Instituto de biología celular molecular y genética del instituto max Planck, el equipo ha criado cerebrales органоиды, utilizando los leucocitos humanos y otros primates. Las gotas del cerebro se desarrollaron varias semanas, permitiendo a los científicos comparar y asociar las variaciones en el crecimiento de las células de las diferentes especies. Usando vivo microscopia, los científicos descubrieron que las células humanas se convierten en una vez y media más largo que el de los monos, para construir sus cromosomas en frente de la división en células hijas. Y es el alargamiento de alguna manera ayuda a las personas a generar mucho más con células madre neurales, que nuestros parientes más próximos entre los primates.

Паабо esperanza de encontrar más de estos brillantes de diferencias en el неандертальских mini-cerebros, ya que podrían explicar por qué los hombres modernos han vencido como el tipo.

"el Mejor resultado sería que los cambios genéticos llevan más prolongado o más разветвленному el crecimiento de las neuronas", dice. "Se podría decir que es el biológico de base para que, ¿por qué nuestro cerebro funciona de otra manera".

Al final, es sólo el comienzo del estudio de la singularidad humana, que ha sido posible sólo por ahora.