Zamonaviy inson miyasi bitta neyron mutatsiyasi tufayli neandertal miyasidan o‘zib ketdi to’liq malumot oling

Science jurnalida chop etilgan tadqiqotga koʻra, TKTL1 oqsilini zamonaviy insonlar va neandertallar oʻrtasida ajratib turuvchi mutatsiya haqiqatan ham neyronlarning ajdod hujayralari sonini oshiradi va ularning asab hujayralariga aylanishini ragʻbatlantiradi. Bunday mutatsiya taʼsiri sichqon embrionlari miyasida, shuningdek, sunʼiy ravishda oʻstirilgan kichik inson miyasida koʻrish mumkin. Tadqiqotchilarning taʼkidlashicha, bu oʻtmishdosh hujayralar kurtaklar hosil qilish uchun foydalanadigan yogʻ kislotalari sintezini ragʻbatlantirish bilan bogʻliq.

Evolyutsiya jarayonida aqlning paydo boʻlishi va kognitiv qobiliyatlarning takomillashishi neokorteks — inson miyasidagi yarimsharlar poʻstlogʻi asosiy qismining rivojlanishiga asoslanadi deb hisoblanadi. Embrionlarda bu toʻqima ajdod hujayralardan rivojlanadi. Ular orasida transketolazaga oʻxshash 1-oqsil yoki TKTL1 ishlab chiqaradiganlar ham bor. Bularga, masalan, bazal radial glial hujayralari kiradi. Boʻlinish samaradorligi tufayli ular neokorteksdagi neyronlarning asosiy manbai hisoblanadi.

TKTL1ʼning oʻziga kelsak, bu oqsil juda oddiy. U hujayralardagi glyukoza metabolizmida ishtirok etadigan koʻplab fermentlardan biridir. Eng qizigʻi shundaki, zamonaviy odamlarda va neandertallarda bu oqsilning ketma-ketligi deyarli bir xil boʻlib, ketma-ketlik faqatgina bitta aminokislota oʻzgarishida — argininning lizinga aylanishida farqlanadi. Oqsil neokorteksning ajdod hujayralarida ishlashi bilan birga, bu fakt zamonaviy odamlar evolyutsiyasidagi asosiy oqsil rolini koʻrsatadi.

Annelin Pinson boshchiligidagi Maks Plank institutining nemis tadqiqotchilari bu gipotezani tajribalar orqali sinab koʻrdi. Avvalo sichqonlarda aminokislotalarni almashtirishni oʻrganishga qaror qilindi. Ushbu hayvonlarda TKTL1 geni odatda neokorteks hujayralarida ishlamaydi, shuning uchun olimlar uning neandertal va zamonaviy odamlarda oʻrganilgan har bir variantini sunʼiy ravishda turli sichqonlarning embrionlariga joylashtirdi. Bir necha kundan keyin biologlar tomonidan embrionlarning neokorteksidagi neyroajdodlar soni hisoblandi.

Maʼlum boʻlishicha, gen faqatgina bitta turdagi hujayralarga — miya yarim korteksi hujayralarining asosiy ajdodi hisoblangan bazal radial glialga taʼsir qilgan. Insondagi variant kiritilgandan keyin bu hujayralar soni neandertal varianti kiritilgandan koʻra ancha yuqori boʻlgan (p

Afsuski, odamlar bilan shunga oʻxshash tajribalar oʻtkazishning axloqiy usuli yoʻq, ammo biologlar tomonidan boshqa yoʻl topildi. Ular oʻz farazlarini mini miyalarda sinab koʻrdi. Ushbu organoidlarni olish uchun tadqiqotchilar inson embrion ildiz hujayralaridan foydalandi. Olimlar ularda argininni lizinga almashtirish orqali inson TKTL1ʼsini neandertalnikiga aylantirdi. Ishlov berilganidan soʻng ildiz hujayralari miya organoidlariga, kichik miyaga oʻxshash tuzilmalarga aylandi. Neandertal organoidlarda subventrikulyar zonadagi ikkala radial glial hujayralar va neyronlar sonining kamayishi kuzatildi (p

Bundan tashqari, biologlar yangi oqsil varianti ajdod hujayralar soniga taʼsir qiladigan metabolik mexanizmni tushunishga harakat qildi. Buning uchun ular pentozafosfat yoʻli (glyukoza oksidlanish davriyligi) va yogʻ kislotasi sintezi yoʻlining toʻsilishi mutatsiyaga qanday taʼsir qilishini sinab koʻrdi. Maʼlum boʻlishicha, mutatsiya radial glial hujayralar sonini koʻpaytirishi uchun ikkala yoʻl ham zarur ekan. Mualliflarning taʼkidlashicha, mutatsiya membrana lipidlarining yogʻ kislotalaridan biri bilan sintezga kirishishga turtki beradi, bu esa ushbu hujayralarda kurtaklar hosil boʻlishiga yordam beradi va ularning sonini oshiradi.

Muharrirdan

Sarlavhaning dastlabki nusxasida hTKTL1 mutatsiyasi neandertallarga korteksdagi neyronlar sonini koʻpaytirishga yordam bergani aytib oʻtilgan edi. Bu mutlaqo notoʻgʻri, chunki maqolada neandertallarda bunday mutatsiyaning paydo boʻlishi haqida gap ketmayapti. Aksincha, mualliflar ikkita parallel evolyutsiya yoʻnalishlari — neandertallar va zamonaviy odamlarning genetik variantlarini solishtirmoqda va zamonaviy odamlarning evolyutsion muvaffaqiyati sabablari haqida xulosa chiqarmoqda. Eslatma tuzatildi.

Zamonaviy odamlarga evolyutsion aylanish jarayonini oʻrganish uchun biologlar qadimgi odamlarning genomlarini ularning qoldiqlaridan kelib chiqqan holda oʻrganishni davom ettirmoqda. Yaqinda Rossiyada birinchi marta neandertal genomining ketma-ketligi aniqlandi. Mezmayskaya gʻorida topilgan besh—olti yoshli qizning sut tishidan qadimgi DNKni ajratib olishga muvaffaq boʻlindi.

Muallif: Anna Muravyeva. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Мозг современного человека обогнал мозг неандертальца по количеству нейронов благодаря всего одной мутации” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: Pinson va boshqalar / Science, 2022-yil