ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Из стволовых клеток с генами неандертальцев вырастили миниатюрные копии мозга

Из стволовых клеток с вкраплениями неандертальской ДНК ученые создали миниатюрные копии мозга и других органов для того, чтобы изучать работу их генов. Результаты их исследования опубликовал научный журнал Stem Cell Reports.

"Некоторые вариации неандертальских генов часто встречаются у жителей Северной Европы. Благодаря этому в их стволовых клетках часто встречаются гены, обе копии которых были унаследованы от Homo neanderthalensis, включая те участки, которые связаны с цветом кожи и волос. Мы показали, что это можно использовать для того, чтобы изучать влияние этих участков ДНК на развитие мозга человека", – рассказал один из авторов работы, палеогенетик Грэйсон Кэмп.

Расшифровка генома неандертальцев, которую провели в 2009 году ученые под руководством директора Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия) Сванте Паабо, показала, что неандертальцы контактировали с нашими предками и оставили в человеческой ДНК от 2 до 4 % своих генов. Часть этих генов, по мнению ученых, помогла нашим предкам приспособиться к жизни на севере.

Дальнейшее изучение неандертальской ДНК показало, что их популяция была довольно небольшой. Поэтому многие ученые предполагают, что Homo neanderthalensis вымерли не из-за проигранной конкуренции с кроманьонцами, а из-за генетического вырождения и того, что "разучились" приспосабливаться к новым условиям обитания.

Более того, антропологические и археологические исследования последних лет показывают, что неандертальцы не уступали первым Homo sapiens в интеллектуальном, технологическом и культурном развитии. Поэтому ученые сомневаются в том, что причиной вымирания первых жителей Европы было то, что они отставали от современных людей в этом отношении, и поэтому стараются больше узнать о генетических различих между Homo neanderthalensis и Homo sapiens.

Секреты мозга неандертальцев

В частности, весной 2018 года Паабо и другие ведущие палеогенетики мира рассказали, что хотят вырастить миниатюрные копии мозга неандертальцев, встроив фрагменты их ДНК в стволовые клетки человека. Сегодня Паабо и его коллеги опубликовали первые результаты этих опытов, а также более удобную методику их проведения.

Анализируя одну из самых больших генетических баз данных, в которой хранятся геномы перепрограммированных стволовых клеток, ученые заметили, что во многих из них было сразу две копии тех генов, которые мы предположительно унаследовали от неандертальцев. Проанализировав их распределение, ученые обнаружили, что подобные вариации генов чаще всего встречались у жителей Северной Европы и выходцев из этого региона.

В общей сложности палеогенетики выделили 173 культуры подобных клеток. Они заручились согласием их владельцев на опыты по выращиванию органоидов – миниатюрных подобий различных органов, из подобных стволовых клеток, и проследили за тем, как такие мини-органы росли и развивались.

В частности, ученые вырастили своеобразные копии мозга, в клетках которых были неандертальские версии гена BNC2, который определяет цвет кожи, а также рецепторы из семейств TLR и OAS, отвечающих за работу врожденного иммунитета. В общей сложности Кэмп, Паабо и их коллеги проследили за изменениями в активности около 535 генов, которые были связаны с вкраплениями неандертальского генома в ДНК клеток этих органоидов.

Дальнейшие опыты и создание новых линий "неандертальских" стволовых клеток, как надеются ученые, поможет им узнать и о других различиях в работе геномов Homo sapiens и Homo neanderthalensis. Вдобавок ученые хотят провести похожие эксперименты с перепрограммированными стволовыми клетками жителей Океании, в геноме которых содержится необычно много обрывков ДНК денисовцев – представителей другого родственного нам вида, следы которых ученые нашли в алтайской Денисовой пещере.

По материалам сайта ТАСС