Zamonaviy inson miyasi bitta neyron mutatsiyasi tufayli neandertal miyasidan o‘zib ketdi
Zamonaviy inson miyasi bitta neyron mutatsiyasi tufayli neandertal miyasidan oʻzib ketdi
Murakkab
4 min
18.01.2023
Biologiya va tibbiyot

Science jurnalida chop etilgan tadqiqotga koʻra, TKTL1 oqsilini zamonaviy inson va neandertallar oʻrtasida ajratib turuvchi mutatsiya haqiqatan ham neyronlarning ajdod hujayralari sonini oshiradi va ularning asab hujayralariga aylanishini ragʻbatlantiradi. Bunday mutatsiya taʼsirini sichqon embrionlari miyasida, shuningdek, sunʼiy ravishda oʻstirilgan kichik inson miyasida koʻrish mumkin. Tadqiqotchilarning taʼkidlashicha, bu oʻtmishdosh hujayralar kurtaklar hosil qilish uchun foydalanadigan yogʻ kislotalari sintezini ragʻbatlantirish bilan bogʻliq.

Evolyutsiya jarayonida aqlning paydo boʻlishi va kognitiv qobiliyatlarning takomillashishi neokorteks — inson miyasidagi yarimsharlar poʻstlogʻi asosiy qismining rivojlanishiga asoslanadi deb hisoblanadi. Embrionlarda bu toʻqima ajdod hujayralardan rivojlanadi. Ular orasida transketolazaga oʻxshash 1-oqsil yoki TKTL1 ishlab chiqaradiganlar ham bor. Bularga, masalan, bazal radial glial hujayralari kiradi. Boʻlinish samaradorligi tufayli ular neokorteksdagi neyronlarning asosiy manbai hisoblanadi.

TKTL1ʼning oʻziga kelsak, bu oqsil juda oddiy. U hujayralardagi glyukoza metabolizmida ishtirok etadigan koʻplab fermentlardan biridir. Eng qizigʻi shundaki, zamonaviy odamlar va neandertallarda bu oqsilning ketma-ketligi deyarli bir xil boʻlib, ketma-ketlik faqatgina bitta aminokislota oʻzgarishida — argininning lizinga aylanishida farqlanadi. Oqsil neokorteksning ajdod hujayralarida ishlashi bilan birga, bu fakt zamonaviy odamlar evolyutsiyasidagi asosiy oqsil rolini koʻrsatadi.

Annelin Pinson boshchiligidagi Maks Plank institutining nemis tadqiqotchilari bu gipotezani tajribalar orqali sinab koʻrdi. Avvalo sichqonlarda aminokislotalarni almashtirishni oʻrganishga qaror qilindi. Ushbu hayvonlarda TKTL1 geni odatda neokorteks hujayralarida ishlamaydi, shuning uchun olimlar uning neandertal va zamonaviy odamlarda oʻrganilgan har bir variantini sunʼiy ravishda turli sichqonlarning embrionlariga joylashtirdi. Bir necha kundan keyin biologlar tomonidan embrionlarning neokorteksidagi neyroajdodlar soni hisoblandi.

Maʼlum boʻlishicha, gen faqatgina bitta turdagi hujayralarga — miya yarim korteksi hujayralarining asosiy ajdodi hisoblangan bazal radial glialga taʼsir qilgan. Insondagi variant kiritilgandan keyin bu hujayralar soni neandertal varianti kiritilgandan koʻra ancha yuqori boʻlgan (p < 0,001 ). Bundan tashqari, mutatsiya radial rivojlanishda glialning neyronlarga aylanish samaradorligini oshirgan.

Afsuski, odamlar bilan shunga oʻxshash tajribalar oʻtkazishning axloqiy usuli yoʻq, ammo biologlar tomonidan boshqa yoʻl topildi. Ular oʻz farazlarini mini miyalarda sinab koʻrdi. Ushbu organoidlarni olish uchun tadqiqotchilar inson embrion ildiz hujayralaridan foydalandi. Olimlar ularda argininni lizinga almashtirish orqali inson TKTL1 oqsilini neandertalnikiga aylantirdi. Ishlov berilganidan soʻng ildiz hujayralari miya organoidlariga, kichik miyaga oʻxshash tuzilmalarga aylandi. Neandertal organoidlarda subventrikulyar zonadagi ikkala radial glial hujayra va neyronlar sonining kamayishi kuzatildi (p < 0,0001).

Bundan tashqari biologlar yangi oqsil varianti ajdod hujayralar soniga taʼsir qiladigan metabolik mexanizmni tushunishga harakat qildi. Buning uchun ular pentozafosfat yoʻli (glyukoza oksidlanish davriyligi) va yogʻ kislotasi sintezi yoʻlining toʻsilishi mutatsiyaga qanday taʼsir qilishini sinab koʻrdi. Maʼlum boʻlishicha, mutatsiya radial glial hujayralar sonini koʻpaytirishi uchun ikkala yoʻl ham zarur ekan. Mualliflarning taʼkidlashicha, mutatsiya membrana lipidlarining yogʻ kislotalaridan biri bilan sintezga kirishishga turtki beradi, bu esa ushbu hujayralarda kurtaklar hosil boʻlishiga yordam beradi va ularning sonini oshiradi.

Zamonaviy odamlarga evolyutsion oʻtish jarayonini oʻrganish uchun biologlar qadimgi odamlarning genomlarini ularning qoldiqlaridan kelib chiqqan holda oʻrganishni davom ettirmoqda. Yaqinda Rossiyada birinchi marta neandertal genomining ketma-ketligi aniqlandi. Mezmayskaya gʻorida topilgan 5–6 yoshli qizning sut tishidan qadimgi DNKni ajratib olishga muvaffaq boʻlindi.


Ushbu maqola nplus1.ru sayti materialining tarjimasi.
Muqova surat: Pinson va boshqalar / Science, 2022-yil

Matnda xato topdingizmi? Kerakli matnni belgilang va CTRL+ENTER tugmalarini bosing.

Eng so‘nggi maqolalarni o‘tkazib yubormang!
Telegram kanalamizni kuzatib boring!