RAPORT

Prorosyjska era Tuska

Między nami a neandertalczykami, czyli o potędze jednej mutacji

U współczesnego człowieka płat czołowy zawiera więcej neuronów niż miał u neandertalczyka (fot. Mike Kemp/In Pictures via Getty Images)
U współczesnego człowieka płat czołowy zawiera więcej neuronów niż miał u neandertalczyka (fot. Mike Kemp/In Pictures via Getty Images)

Najnowsze

Popularne

Jedna lizyna zastąpiona argininą (to jest wynik zamiany jednej literki w DNA!) w naszym białku zwanym TKTL1 w porównaniu z jego neandertalskim odpowiednikiem prowadzi do większej liczby neuronów kory nowej w mózgach współczesnych ludzi. Odkrycia te sugerują, że u współczesnego człowieka płat czołowy zawiera więcej neuronów niż miał u neandertalczyka. Czy ma to swoje konsekwencje dla naszych zdolności poznawczych?

Regeneracja mózgu

Mózg jest organem tajemniczym i jego poznawanie nigdy się nie skończy. Rozwój i regeneracja mózgu są u jądra tej tajemnicy. Aby zrozumieć...

zobacz więcej

Ludzki umysł, nasze genialne myśli i wysublimowane uczucia, nasze niezwykłe zdolności percepcyjne, np. w zakresie odbioru barw i składania przestrzennego obrazów w mózgu, a zwłaszcza coraz dynamiczniej realizowana towarzysząca nam potrzeba poznania źródła tych wszystkich cudowności i autopoznania umiejscawiana jest zazwyczaj w aktywności tzw. kory nowej w naszym mózgu. Bardzo upraszczając, gady mają mózgi małe i korę wyłącznie tzw. starą, zaś ssaki mają mózgi znacznie większe od ich przodków ewolucyjnych głównie dzięki temu, że im się owa kora nowa rozrasta i fałduje. 

 

Oczywiście jeśli chodzi o tych przodków i wszelkie stworzenia wymarłe, wielkość mózgu daje się ocenić objętością puszki mózgowej. Ale nie do końca wiemy, co w niej siedziało, natomiast żyjącym daje się wręcz oszacować liczbę neuronów w mózgu. Tak że np. u ludzi wiadomo, iż wynosi ona jakieś 80-90 miliardów.

 

To, ile mózg ma neuronów, zwłaszcza zaś bezcennych neuronów kory nowej, zależy od tego, ile ich powstanie w okresie rozwoju płodowego i pierwszego okresu życia dziecka – u ludzi mniej więcej do ósmego roku życia. Tak jest u małp dziś żyjących i u Homo sapiens, zakładamy wiec, że podobnie było u naszych wymarłych kuzynów, o których genomach możemy coś pewnego powiedzieć, bo się udało zsekwencjonować ich DNA. Czyli neandertalczyków i denisowian. 

Nowo-stara szczepionka

31 sierpnia amerykańska Agencja Żywności i leków (FDA), a 1 września jej europejska odpowiedniczka (ENA) podjęły decyzje o zarekomendowaniu...

zobacz więcej

Na łamach najnowszego „Science” grupa neurobiologów i genetyków pod kierunkiem Wieland Huttner z Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics w Dreźnie i guru genomu neandertalskiego, Szwed Svante Pääbo z Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology w Lipsku, opisują serie badań na tzw. organoidach czyli dosłownie minimózgach, a także na zwierzętach. Z badań tych wynika, że istnieje gigantyczny wpływ zmiany pojedynczego aminokwasu w białku zwanym TKTL1 (białko podobne do transketolazy 1) na liczbę formujących się podczas rozwoju mózgu osobnika komórek podstawowego gleju promienistego, z których powstaje większość kory nowej. 

 

Współcześni ludzie różnią się od małp człekokształtnych i neandertalczyków m.in. tą właśnie zmianą pojedynczego aminokwasu w TKTL1. Gdy zatem ów ludzki gen wprowadzono do organoidów mózgowych z neandertalskim wariantem tego genu lub uzyskano zarodki mysie zawierające ten wariant ludzki bardzo aktywny, obserwowano znacznie więcej owych bezcennych komórek, z których mają powstawać neurony kory nowej. 

 

Jak wyjaśniają badacze: „chociaż nie wiemy, ile neuronów miał mózg neandertalczyka, możemy założyć, że współcześni ludzie mają od niego więcej neuronów w płacie czołowym mózgu, gdzie aktywność TKTL1 jest najwyższa”.


Wspomniani naukowcy z Instytutów Maxa Plancka odkryli również, że współczesny ludzki TKTL1 działa poprzez zmiany w metabolizmie, w szczególności stymulację tzw. szlaku pentozofosforanowego, po którym następuje zwiększona synteza kwasów tłuszczowych. Współczesny ludzki TKTL1 zwiększa w ten sposób syntezę niektórych lipidów błonowych bardzo potrzebnych do wytworzenia podstawnych komórek glejowych promienistych. Im zatem więcej lipidów, tym więcej tych komórek, a ostatecznie tym więcej neuronów nowej kory. 

Śpimy z gorąca jak… muchy

Dlaczego w upały chce nam się spać? W odpowiedzi na to ważne, ale, wydawałoby się, proste, wręcz dziecinne pytanie, pomogły właśnie amerykańskim...

zobacz więcej

Z porównania genomów człowieka współczesnego i neandertalczyka wynika, że białek, które się różnią sekwencją budujących je aminokwasów między nami a naszymi kuzynami, jest niewiele. Gdy wziąć pod uwagę białka powstające w mózgu lub tam aktywne, tych różnic jest jeszcze mniej. A zatem warto poznawać ich biologiczne znaczenie.


Może tu właśnie jest ukryta odpowiedź na wciąż tajemnicze zagadnienie wymarcia neandertalczyków i denisowian. Oczywiście z analiz genomowych naszej populacji wynika, że w naszym euroazjatyckim świecie do dziś przeżył wyłącznie mieszaniec przybyłego z Afryki człowieka współczesnego skrzyżowanego z neandertalczykiem i denisowianinem. Czyli każdy z nas ma w swoim genomie taki czy inny, na ogół nie większy niż 5 proc., fragment neandertalskiego DNA. 

 

Oznacza to również, że istnieją wśród nas ludzie, którzy mają w TKTL1 lizynę a nie argininę, czyli neandertalską sekwencję. Niestety dla potrzeb tej pracy nie zbadano, jak się ma do zdolności kognitywnych człowieka współczesnego żyjącego dziś sytuacja, gdy ma ową lizynę zamiast argininy w białku TKTL1. Byłoby to z pewnością ciekawe, bo jednak łączenie owych zdolności do uczenia się, pojmowania i innowacji z liczbą neuronów w korze nowej nie musi być słuszne. 

Rany się goją, gdy jesteśmy głodni?

Czasem się zdarza, iż nauka pokazuje, jak „na rozum” zupełnie niezwiązane ze sobą sprawy mogą jednak być realnie powiązane w sposób...

zobacz więcej

Ja nadal jestem fanką neandertali, uważam, że jest z ostatniego czasu sporo doniesień naukowych, dzięki którym przestaliśmy na nich patrzeć jak na małpoludy. Tworzyli wyszukane narzędzia łączone „na klej”, chowali swoich zmarłych w sposób ceremonialny, ich dłonie były delikatne, jak wskazuje struktura przyczepów ścięgien do kości paliczków itp. 

 

Chciałabym zatem, aby jednak sugerowane w tej pracy z najnowszego „Science” dopatrywanie się w nich znacznie mniej zdolnych i bardziej prymitywnych kuzynów było oparte o spojrzenie, jak radzą sobie ci z nas, którzy niosą „neandertalski” wariant genu TKTL1. Warto by było sprawdzić, o ile będą tacy sami jak wszyscy inni pod względem kognitywnym, czy w jakiś innych genach kodujących białka współpracujące z enzymem TKTL1 zaszły zmiany, których nie ma reszta ludzkości.


Odpowiedź na te pytania może być kluczowa dla wnioskowania co do roli TKTL1 w naszym mózgu i tego, jak to białko w istocie tam działa współpracując z innymi. 

 

Opisana pojedyncza mutacja jest jednak zgrabnym przyczynkiem dla przemyśleń o wielkiej roli współczesnej genomiki, czyli sekwencjonowania genomów i badania roli różnic w sekwencji rozmaitych genów u spokrewnionych blisko gatunków czy odmian, jak my i neandertalczyk. Rewolucja ostatnich dwóch dekad sprawia, że na wszystko dosłownie, co daje się zaobserwować, daje się znaleźć jakąś mutację. 

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej