Ген неандертальца воскресили в пробирке с помощью CRISPR

22.06.2018

Недавно мы рассказывали об ученых из Института Макса Планка (Германия), которые намерены вырастить в пробирке миниатюрные копии мозга неандертальца. Однако у них есть конкуренты. Генетики из Калифорнийского университета в Сан-Диего объявили, что добились значительного успеха в создании «минимозгов» наших вымерших «кузенов».

До сих пор исследователи, которые хотели больше узнать о мозге неандертальца, вынуждены были буквально изучать пустоту. Они анализировали внутреннюю форму и объем окаменевших черепов, пытаясь связать их с интеллектом и поведением этого вида.

Однако новые технологии дают надежду на лучшее понимание наших вымерших родственников. Не так давно ученые смогли выделить из древних костей неандертальскую ДНК. Теперь они намерены применить CRISPR, чтобы заставить древние гены работать в пробирке внутри мозговых органоидов. Этим заняты по крайней мере две независимые исследовательские команды.

О значительном успехе в этом направлении заявила доктор Алиссон Муотри из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Как сообщаетScience Mag, ее команда внедрила стволовые клетки с ДНК неандертальца в органоиды размером с горошину, которые имитируют кору головного мозга.

Неандерталец отличается от человека разумного строением примерно 200 генов, кодирующих белки. Команда под руководством Муотри сосредоточилась на одном из них, NOVA1. У современных людей он играет роль в раннем развитии мозга, а также ассоциирован с аутизмом и шизофренией.

Важность этого гена сложно переоценить, ведь он управляет производством 100 разных белков за счет процесса, известного как альтернативный сплайсинг.

По сравнению с человеком, в неандертальском NOVA1 заменена всего одна пара нуклеотидов. Это облегчает работу ученых, которые пытаются оживить древний ген. На начальном этапе они берут клетки кожи человека, лишенного генетических отклонений, и преобразуют в стволовые клетки. Затем человеческий ген в них превращают в ген неандертальца, заменив пару оснований с помощью CRISPR.

Чтобы вырастить из стволовых клеток мозговые органоиды — Муотри называет их «неандероидами» —  требуется несколько месяцев. Следя за их развитием, ученые обнаружили ряд отличий от человеческих «мини-мозгов». Клетки, в которых работает неандертальский NOVA1, быстрее мигрируют по поверхности органоида, а также образуют меньше синаптических связей. Это может объяснять необычную форму «неандероидов» — в отличие от органоидов человека, они не сферические, а скорее напоминают попкорн.

Некоторые из этих отличий заставили исследователей вспомнить особенности развития мозга аутистов. Муотри, воспитывающая пасынка, страдающего от этого заболевания, подчеркивает, что никто не собирается приравнивать аутистов к неандертальцам.

Однако напрашивается мысль, что социальные навыки Homo neanderthalensis (как и аутистов) были ниже, чем у большинства людей нашего вида. Вероятно, именно это позволило нам выиграть у них в эволюционной борьбе.

Возможно, изучение неандертальского генома даст ученым новый взгляд на проблему аутизма. Недавно это заболевание впервые диагностировали с помощью анализа крови. Диагноз «аутизм» трудно поставить до четырехлетнего возраста, но жидкая биопсия справляется с этой задачей.

Читайте также: