• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
245
Мозговые органоиды «неандертальца» из чашки Петри несут приметы аутизма?
Биология
«Органоид» мозга, полученный из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Фото М. Лагарьковой

Мозговые органоиды «неандертальца» из чашки Петри несут приметы аутизма?

До сих пор исследователи, которые интересовались устройством мозга неандертальца, в прямом смысле изучали «пустоту». Ведь они могли анализировать лишь мозговые полости ископаемых черепов, делая на основе этих результатов выводы об их содержимом. Сейчас в распоряжении ученых находится ДНК, выделенная из ископаемых останков. А если добавить к этому современные технологии редактирования генома и выращивания мозговых органоидов... Результаты этих поразительных работ еще даже не опубликованы, но узнать о них стало возможно из докладов на симпозиуме «Imagination and Human Origins», состоявшемся в начале июня 2018 г. в Институте биологических исследований Солка (Сан-Диего, США)

Как известно, все огромное разнообразие клеток тела человека происходит из одной-единственной клетки, возникшей после оплодотворения яйцеклетки. Продолжатели ее дела – плюрипотентные стволовые клетки, которые дают начало самым разным органам и тканям на стадии эмбрионального развития нашего организма.

Современные клеточные технологии позволяют вырастить из таких «многопотенциальных» клеток трехмерные структуры, напоминающие тот или иной орган, за что последние и назвали органоидами. Чтобы вырастить мозговые органоиды, стволовые клетки превращают в клетки-предшественники нервной ткани, которые культивируют в особых условиях, благодаря чему они формируют мозгоподобную структуру. Правда, при работе с человеческим материалом сейчас используют не клетки эмбриона, а обычные соматические клетки организма, возвращая их путем репрограммирования в «детство».

Но американские ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) не просто вырастили в «пробирке» очередной мозговой органоид, использовав клетки кожи здорового человека без генетических дефектов, связанных с неврологическими расстройствами. С помощью метода редактирования генома CRISPR/Cas они изменили в клетках-прародительницах наследственность, а конкретнее, – один ген NOVA1, играющий важную роль в раннем развитии мозга. Белок, который кодирует этот ген, участвует в процессах сплайсинга – «созревания» функциональной матричной РНК, которая служит основой для белкового синтеза. Таким образом, этот ген влияет на синтез многих других белков, а нарушения в его работе могут провоцировать развитие аутизма и шизофрении.

Заменив всего одну пару нуклеотидных оснований в последовательности NOVA1, ученые превратили его в соответствующий ген неандертальца! Когда органоиды, несущие неандертальский ген, выросли, их сравнили с контрольными органоидами, выращенными из не модифицированных клеток. Оказалось, что нейроны, в которых заработал неандертальский ген, быстрее мигрировали в пределах органоида, за счет чего этот последний приобретал не обычную сферическую, а «пузырчатую» форму, напоминающую зерна воздушной кукурузы. Как причина, так и значение этого явления пока непонятны. Более важным отличием стал тот факт, что нейроны «неандертальца» формировали меньше синаптических связей – это похоже на картину, которая наблюдается в мозге детей-аутистов.

Ученые подчеркивают, что они не собираются сравнивать аутичных детей с неандертальцами. Речь идет о том, что поскольку сегодня подобные морфофункциональные изменения нервной системы связаны с трудностями социализации, то не исключено, что аналогичные проблемы стояли и перед этими первобытными людьми. Может быть, именно одна-единственная мутация в NOVA1 и определила то характерное для хомо сапиенса социальное поведение, которое стало эволюционным преимуществом человека современного физического типа.

Фото из статьи М. А. Лагарьковой «Клеточная экзотика в России».

Подготовила Мария Перепечаева

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments