Az időzítésen múlik az agy mérete
További Tudomány cikkek
Az emberszabású majmokhoz – gorillákhoz, csimpánzokhoz – képest az emberi agy arányaiban háromszor nagyobb, és lényegesen több neuront tartalmaz. A Cambridge-i Egyetem kutatói a Cell folyóiratban publikálták legújabb tanulmányukat az emberi agy méretének fejlődéséről. Ez a kutatás az organoidoknak, egy háromdimenziós sejtkultúrának köszönhető. Az organoidok közel állnak a szövetek élő szervezeteken belüli szerveződéséhez, és az agy fejlődésének első szakaszait reprodukálják.
Az agyi organoidok olyan szövettenyészetek, amelyekkel modellezhető egy-egy beteg agya a saját sejtjeiből létrehozott kicsinyített szerv révén.
Az agy kialakulásának korai szakaszában, az idegsejtek megjelenése előtt, a neuroepithelialis sejtek – az idegcső központi üregét szegélyező sejtréteg – differenciálódnak és szaporodnak. Ezek a sejtek az embrió fejlődésének korai szakaszában megszaporodnak, és radiális gliákká (az idegrendszert építő, az idegsejteket tápanyagokkal és oxigénnel ellátó sejtek) fejlődnek, amelyek az agy neuronjait és a gliasejtek többségét alkotják.
A majmokban és az emberekben a neuroepithelialis sejtek átalakulása több napig tart, és fokozatosan változtatják alakjukat. Ez a hosszú folyamat azt jelenti, hogy vannak átmeneti állapotban lévő sejtek, amelyek már nem neuroepithelialis sejtek, de még nem egészen radiális gliák.
A majmokban ezek az átmeneti sejtek a fejlődés ötödik napján jelennek meg, míg az emberben a nyolcadik napon. Ez a késleltetett átalakulás lehetővé teszi a sejtek hosszabb szaporodását, ezért a tizedik napon, amikor a radiális glia kialakul, nagyobb számban vannak az emberekben, mint a majmokban.
Mi a felelős azért, hogy az emberi agy fejlődésében ez a kis késés következett be?
A kutatók azonosították a ZEB2 nevű transzkripciós faktort (génműködést szabályozó fehérje), amely felelős a neuroepithelialis sejt és a radiális glia közötti átmenetért.
A ZEB2 módosításával a kutatóknak sikerült megváltoztatniuk az adott élőlény jellemzőit. Az emberi organoidok az emberszabásúakéhoz váltak hasonlóvá, amikor a ZEB2 az ötödik naptól lépett működésbe, és fordítva, az emberszabású organoidok az emberi szervezet formáját öltik, amikor a ZEB2 a nyolcadik naptól működik. Ez a kis különbség az emberi agy – emberszabásúakhoz viszonyított – impozáns méretének az oka.
(Borítókép: Matthew Horwood / Getty Images Hungary)