کلید ژنتیکی که نشان می دهد چرا مغز انسان ها بزرگ است

کلید ژنتیکی که نشان می دهد چرا مغز انسان ها بزرگ است

مغز انسان یکی از بزرگ ترین مغز های موجود در بین تمام انواع پستانداران است، اما هنوز که هنوزه کاملا مشخص نشده است که چرا مغز انسان باید تا این حد بزرگ باشد.

دو مطالعه ی انجام شده در این خصوص ، فرضیه ی جدیدی را مطرح نموده اند در واقع این دو تحقیق بیان می کنند که شاید یک خانواده از ژن های مسئول تولید ماده ی درون مغزی (ECV) مضنون درجه ی اول چنین افزایش حجمی باشند.

علت مطرح شدن این فرضیه این است که این ژن ها منحصر به انسان ها هستند و فقط در مغز انسان تولید می شوند. این محققان گزارش داده اند که این ژن ها در میمون ها یا اوران گوتان ها یافت نشده اند، و با این که در گوریل ها و شامپانزه ها وجود دارند اما در حال حاضر غیر فعال می باشند چرا که این گونه های اولیه دارای بسیاری از ژنوم های مشترک با گونه ی انسان هستند.

یکی از محققان این تیم، در این خصوص می گوید  هدف نهایی و  مقدس محققان تیم ما، کشف علت رشد و تکامل انسان و مهم تر از همه رشد و توسعه ی مغز است . تا بتوانیم به رمز و راز تکامل بشریت پی ببریم.

“با توجه به پیشرفت نسبتا سریع مغز انسان، تنها تصوری که می توان داشت این است که ژن های جدید کشف شده به تکامل انسان کمک کرده و باعث شده اند که ما چنین مغز بزرگ و پیشرفته ای داشته باشیم.”

همین امر چیزی در حدود چندین میلیون سال گذشته، باعث شد که  مغز انسان کاملا از سایر گونه ها متفاوت شده و قدرت فکر کردن، حل مسائل و کسب فرهنگ  را داشته باشد و از قلمروی حیوانی فاصله گرفته و وارد قلمروی انسانی شود.

این تیم تحقیقاتی از روش جدیدی برای تجزیه و تحلیل RNA بدن، که برای رمزگذاری و بیان ژن ها ضروری است، استفاده نمودند و این روش  به محققان کمک کرد تا ژن های قشر مغز را که مخصوص انسان ها هستند شناسایی و تفکیک نمایند.

این ژن ها که به گروه اولیه NOTCH2 شباهت زیادی دارند، کنترل مسیر سلول های بنیادی قشر مغز را برای ساخت نورون ها و یا ایجاد سلول های بنیادی بیشتر به دست گرفته و با این کار باعث افزایش حجم مغز انسان می شوند.

پس از انجام یک سری آزمایش ها بر روی جنین  گونه ای از موش ها و انجام آزمایشات آزمایشگاهی بر روی سلول های انسانی، بالاخره توانایی های ویژه این ژن ها کشف شد.

واندر هیگن، یکی از محققان این تحقیق توضیح می دهد:

“از هر یک از سلول های بنیادی، دو سلول پیش زادی تولید می شود که هر کدام از آن ها دو نورون یا یک سلول بنیادی پیش زادی و یک نورون تولید می کنند.”

و آنچه که NOTCH2NL انجام می دهد این است که به  احیای سلول های پیش زادی و تولید مجدد آن ها می پردازد که باعث تولید نورون های بیشتری می شود. و این اثر کوچک باعث تکاملی به این بزرگی در گونه ی انسانی شده است.

یک تیم متشکل از دانشمندان  از طریق مطالعه ژن هایی که در رشد مغز انسان ها دخیل هستند به مطالعه NOTCH2NL در انسان ها و برخی از انواع میمون ها پرداختند و یکی از تفاوت های کلیدی مشخص شده در بین این دو گونه عدم وجود NOTCH2NL در میمون بود.

با حذف NOTCH2NL از سلول های بنیادی انسان در آزمایشگاه، محققان متوجه شدند که سلول های بنیادی سریع تر به نورون تبدیل می شدند ، اما با کاهش کل سلول های بنیادی که در قشر مغز به نورون ها تبدیل می گردیدند این روند ناگهان آهسته شده و کاهش می یافت.

با افزایش شواهدی که نشان می دهند ژن های NOTCH2NL مسئول افزایش  اندازه مغز هستند، تیم توانست موقعیت مکانی این  ژنوم ها را برای اولین بار به طور دقیق مشخص نماید و با تصویربرداری های مغزی موقعیت آن ها را به خوبی تعیین کند.

به عبارت دیگر، محققان بر این باورند که وجود ژن های NOTCH2NL در واقع نتیجه تبادل تکاملی بین داشتن مغزی بزرگ و حساسیت به شرایطی مانند macrocephaly و microcephaly، است که در آن سر یا به عبارت دیگر مغز انسان به صورت غیر طبیعی بزرگ یا کوچک می شود.

لکن هنوز  برای بستن پرونده پر رمز و راز چگونگی بزرگ شدن مغز انسان خیلی زود است و هنوز ناگفته های زیادی در این مورد وجود دارد به عنوان مثال برای شروع، ما هنوز در مورد مکانیسم و نحوه ی عملکرد ژن های NOTCH2NL و چگونگی دخالت آن ها در فرایندهای مزی خیلی چیزها را نمی دانیم.

محققان این دو مطالعه در نظر دارند تا نمونه ای از بیماران و مدل های آزمایشگاهی را به  مدت زمان طولانی مورد بررسی قرار دهند تا بتوانند فعل و انفعالات مغزی را از نزدیک تجزیه و تحلیل نمایند.

با این حال، آنچه باعث می شود که این  یافته ها بیش از پیش جذاب باشد، این است که مسیر سیگنالینگ Notch  که این ژن ها در آن به فعالیت می پردازند یکی از قدیمی ترین مسیرهای رشد و توسعه ی انسان است و تقریبا در هر حیوانی و به خصوص در انسان وجود دارد لکن تفاوت این مسیر در حیوانات و انسان ها وجود ژن های NOTCH2NL است که باعث بزرگ تر شدن مغز انسان شده اند.

یکی از محققان تحقیق دوم، دیوید هاوسلر، از دانشگاه کالیفرنیا در این خصوص می گوید:

“مغز ما از طریق گسترش برخی از زمینه های کاربردی قشر مغز سه برابر بزرگ تر شده و باعث فراهم آوردن بستر لازم برای تبدیل شدن ما به انسان شده است.”

اختصاصی وردنگار – هرگونه کپی برداری با نام و لینک دهی مستقیم مجاز است