Генетики поняли, чем отличается развитие мозга у неандертальцев и современных людей

Неандертальцы — ближайшие родственники современного человека. Сравнение с ними может дать представление о том, что делает современных людей уникальными, например, в отношении развития мозга.

Неокортекс, самая большая часть внешнего слоя мозга, уникален для млекопитающих и имеет решающее значение для когнитивных способностей. Он резко расширился в ходе эволюции человека у предков как неандертальцев, так и современных людей. В результате и неандертальцы, и современные люди имели мозг одинакового размера. Однако, почти ничего не известно о том, насколько мозг современного человека и неандертальца мог различаться с точки зрения их развития и функций.

Исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене и Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге обнаружили, что клетки неокортекса тратят больше времени на подготовку своих хромосом к делению у современных людей, чем у неандертальцев. Это приводит к меньшему количеству ошибок при распределении хромосом в дочерние клетки, и может иметь последствия для развития и функционирования мозга. Исследование показывает клеточные различия в росте мозга между современными людьми и неандертальцами.

Научная статья вышла в Science Advances, о ней сообщили в Обществе Макса Планка.

После того, как предки современного человека отделились от предков неандертальцев и денисовцев, изменились около сотни аминокислот (строительных блоков белков в клетках и тканях). Биологическое значение этих изменений в значительной степени неизвестно. Однако шесть замен произошли в трех белках, играющих ключевую роль в распределении хромосом (носителей генетической информации) между двумя дочерними клетками во время деления.

Чтобы исследовать значение этих шести изменений для развития неокортекса, ученые использовали мышей. У этих животных точно такие же эти шесть позиций аминокислот. В гены мышей внесли изменения, чтобы исследуемые точки генома были такие же, как у современного человека.

Фелипе Мора-Бермудес, ведущий автор исследования, говорит: «Мы обнаружили, что три аминокислоты современного человека в двух белках вызывают более длительную метафазу. Это фаза, в которой хромосомы готовятся к клеточному делению, и это приводит к меньшему количеству ошибок при распределении хромосом в дочерние клетки. Точно так же, как у современных людей».

«Результаты также показывают, что на функцию мозга у неандертальцев, возможно, больше повлияли хромосомные ошибки, чем размер мозга», — говорит Виланд Хаттнер, один из руководителей исследования.