Kaj nas opredeljuje kot človeka? V primerjavi z najbližjimi sorodniki primatov imamo neverjetno velike možgane. Znanstveniki so odkrili, zakaj je temu tako, in sicer z zbiranjem celic od ljudi, šimpanzov in goril, ki so jih nato v laboratoriju pretvorili v kepe možganov.
Neznano molekularno stikalo
Testi na »možganskih organoidih« so razkrili neznano molekularno stikalo, ki nadzoruje rast možganov. To stikalo je tisto, zaradi katerih človeški možgani zrastejo do kar trikrat večje velikosti v primerjavi z možgani velikih opic. Če se poigramo s stikalom, človeški možgani izgubijo svojo prednost pri rasti. Možgane velikih opic pa lahko spodbudimo, da zrastejo kot človeški.
Opazimo lahko zelo zgodnjo razliko v vedenju celic, ki človeškim možganom dopuščajo rast. Zdravi človeški možgani dosežejo približno 1500 kubičnih centimetrov v odraslosti. To je trikrat večje od možganov goril in še večje od možganov šimpanzov. Ugotoviti zakaj ni bilo lahko, saj je razvoj možganov težko preučiti.
Zbiranje celic in razvoj organoidov
Da bi razumeli ta proces, so se raziskovalci v Cambridgeu lotili zbiranja celic, pogosto so uporabili tiste, ki so ostale pri zdravniških testih ali operacijah. Zbirali so človeške, gorilje in šimpanzove celice. Nato so jih reprogramirali v izvorne celice in jih prilagodili, da so se spremenile v možganske organoide – majhne kepe možganskega tkiva, ki so široki nekaj milimetrov.
Po nekaj tednih so bili daleč največji možganski organoidi tisti, ki so jih pridobili iz človeških celic. Natančen pregled je razkril, zakaj. Pri človeških možganskih celicah so se nevronske progenitorne celice, ki sestavljajo vse celice v možganih, razmnožile bolj kot tiste od velikih opic. Zaradi večjega števila teh celic pride do tega, da ob vklopu stikala nastane večje število možganskih celic.
Zgodnja sprememba v možganih
Matematično modeliranje procesa kaže, da razlika v razmnoževanju celic pride tako zgodaj v razvoju možganov, da vodi k dvakratni količini nevronov v možganih odraslega človeka v primerjavi z možgani velikih opic. Znanstveniki so odkrili tudi gen, ki je ključen pri tem procesu. Poznan je kot Zeb2 in se aktivira v človeškem tkivu ter omogoči delitev celic, preden dozorijo.
Študija je zelo pomembna za razumevanje pomembnosti organoidov pri preučevanju razvoja možganov. Pomembno je razumeti, kako se možgani običajno razvijajo. Deloma nam to pomaga razumeti, kaj je tisto, ki ljudi dela unikatne, deloma pa nam ponuja pomemben vpogled v pojav nevrorazvojnih motenj.
Urednica revije Študent
