Beykozlu
New member
Bilim adamları, DNA’mızda, atalarımızın zihinlerini Neandertaller ve diğer soyu tükenmiş akrabaların zihinlerinden ayırmaya yardımcı olabilecek bir aksaklık keşfettiler.
Science dergisinde Perşembe günü yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, son birkaç yüz bin yılda ortaya çıkan mutasyon, beynin en karmaşık düşünce biçimlerimiz için kullandığımız bölümünde daha fazla nöron gelişimini teşvik ediyor.
Almanya, Dresden’deki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği Enstitüsü’nden bir sinirbilimci ve çalışmanın yazarlarından biri olan Wieland Huttner, “Bulduğumuz şey, bizi insan yapmaya kesinlikle katkıda bulunan bir yine” dedi.
İnsan beyni, tam gelişmiş bir dil kullanmak ve gelecek için karmaşık planlar yapmak gibi diğer canlı türlerinin yapamayacağı şeyleri yapmamıza izin verir. Bilim adamları on yıllardır, bu karmaşık yeteneklerin nasıl geliştiğini anlamak için beynimizin anatomisini diğer memelilerinkiyle karşılaştırıyorlar.
İnsan beyninin en belirgin özelliği büyüklüğüdür – yaşayan en yakın akrabalarımız olan şempanzelerinkinden dört kat daha büyük.
Beynimizin de kendine özgü anatomik özellikleri vardır. Ön lob olarak bilinen gözümüzün hemen arkasındaki korteks bölgesi, en karmaşık düşüncelerimizden bazıları için gereklidir. 2018’de yapılan bir araştırmaya göre, insan ön lobunda şempanzelerdeki aynı bölgeden çok daha fazla nöron var.
Ancak insanları canlı maymunlarla karşılaştırmanın ciddi bir kusuru var: Şempanzelerle en son ortak atamız yaklaşık yedi milyon yıl önce yaşadı. O zamandan beri olanları doldurmak için bilim adamları, homininler olarak bilinen daha yakın tarihli atalarımızın fosillerine başvurmak zorunda kaldılar.
İnsansı kafataslarını inceleyen paleoantropologlar, atalarımızın beyinlerinin yaklaşık iki milyon yıl öncesinden başlayarak çarpıcı biçimde büyüdüğünü buldular. Yaklaşık 600.000 yıl önce yaşayan insan boyutuna ulaştılar. Soyu tükenmiş en yakın hominin akrabalarımızdan olan Neandertallerin beyni bizimki kadar büyüktü.
Ancak Neandertal beyinleri uzamıştı, oysa insanlar daha küresel bir şekle sahip. Bilim adamları, bu farklılıkları neyin hesaba kattığını söyleyemezler. Bir olasılık, atalarımızın beyinlerinin çeşitli bölgelerinin boyut değiştirmiş olmasıdır.
Ön lobu vurgulanmış bir insan beyninin MRG’si. Kredi… Yaşayan Arka Enterprises/Science Source
Son yıllarda, sinirbilimciler yeni bir bilgi kaynağıyla eski beyinleri araştırmaya başladılar: hominin fosillerinin içinde korunan DNA parçaları. Genetikçiler, Neandertallerin ve doğudaki kuzenleri Denisovalıların tüm genomlarını yeniden yapılandırdılar.
Bilim adamları, genomumuz ile Neandertal ve Denisovalıların genomları arasındaki potansiyel olarak önemli farklılıklara odaklandılar. İnsan DNA’sı yaklaşık 19.000 gen içerir. Bu genler tarafından kodlanan proteinler, çoğunlukla Neandertaller ve Denisovalılarınkilerle aynıdır. Ancak araştırmacılar, bir proteinin yapısını değiştiren 96 insana özgü mutasyon buldular.
2017 yılında, Dr. Huttner’ın laboratuvarında araştırmacı olan Anneline Pinson, bu mutasyonlar listesine bakıyordu ve TKTL1 olarak adlandırılan bir yeniden değiştirdiğini fark etti. Bilim adamları, TKTL1’in gelişen insan korteksinde, özellikle ön lobda aktif hale geldiğini biliyorlardı.
Dr. Pinson, “Ön lobun bilişsel işlevler için önemli olduğunu biliyoruz” dedi. “Yani bu ilginç bir aday olabileceğine dair iyi bir ipucuydu.”
Dr. Pinson ve meslektaşları, fareler ve yaban gelinciği üzerinde TKTL1 ile ilk deneyler yaptılar. Yeniden’ın insan versiyonunu hayvanların gelişen beyinlerine enjekte ettikten sonra, bunun hem farelerin hem de gelinciklerin daha fazla nöron yapmasına neden olduğunu buldular.
Daha sonra araştırmacılar, Dresden hastanesinde kürtaj yaptıran kadınların rızasıyla elde edilen fetal beyin dokusu parçalarını kullanarak insan hücreleri üzerinde deneyler yaptılar. Pinson, doku örneklerindeki hücrelerden TKTL1 tekrarını kesmek için moleküler makas kullandı. Onsuz, insan beyin dokusu, nöronlara yol açan daha az sözde progenitör hücre üretti.
Araştırmacılar, son deneyleri için minyatür bir Neandertal benzeri beyin yaratmaya koyuldular. Bir insan embriyonik kök hücresiyle başladılar, TKTL1’ini yeniden düzenlediler, böylece artık insan mutasyonuna sahip olmayacaktı. Bunun yerine Neandertaller, şempanzeler ve diğer memeliler de dahil olmak üzere akrabalarımızda bulunan mutasyonu taşıdı.
Daha sonra kök hücreyi, beyin organoidi adı verilen gelişmekte olan bir beyin dokusu yığınına dönüştürmeye ikna eden bir kimyasallar banyosuna koydular. Daha sonra nöron katmanlarından oluşan minyatür bir korteks üreten öncü beyin hücreleri üretti.
Neandertal benzeri beyin organoidi, TKTL1’in insan versiyonuna sahip organoidlerden daha az nöron yaptı. Bu, TKTL1 yeniden mutasyona uğradığında atalarımızın ön lobda fazladan nöronlar üretebileceğini gösteriyor. Bu değişiklik beynimizin genel boyutunu artırmasa da, bağlantılarını yeniden düzenlemiş olabilir.
Çalışmaya dahil olmayan Belçika’daki Liège Üniversitesi’nden bir sinirbilimci olan Laurent Nguyen, “Bu gerçekten bir güç gösterisi” dedi. “Bu kadar küçük bir değişikliğin nöronların üretimi üzerinde böylesine dramatik bir etkiye sahip olması dikkat çekici.”
Yeni bulgu, TKTL1’in tek başına bizi insan yapan şeyin sırrını sunduğu anlamına gelmiyor. Diğer araştırmacılar da protein değiştiren 96 mutasyon listesine bakıyor ve kendilerine ait organoid deneyleri yürütüyorlar.
Dr. Huttner’ın laboratuvarının diğer üyeleri, Temmuz ayında, diğer iki mutasyonun, gelişen beyin hücrelerinin bölünme hızını değiştirdiğini bildirdi. Geçen yıl, California San Diego Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, başka bir mutasyonun insan nöronlarının birbirleriyle yaptığı bağlantıların sayısını değiştirdiğini buldu.
Diğer mutasyonlar da beynimiz için önemli olabilir. Örneğin, korteks geliştikçe, uygun yerlerini bulmak için bireysel nöronların göç etmesi gerekir. Dr. Nguyen, insanlara özgü 96 mutasyondan bazılarının, hücre göçü ile ilgili olması muhtemel genleri değiştirdiğini gözlemledi. Mutasyonlarımızın, nöronlarımızı bir Neandertal beynindeki nöronlardan farklı şekilde hareket ettirebileceğini düşünüyor.
“Hikayenin sonu olduğunu sanmıyorum,” dedi. “Beyin gelişimi açısından bizi neyin insan yaptığını anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu düşünüyorum.”
Science dergisinde Perşembe günü yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, son birkaç yüz bin yılda ortaya çıkan mutasyon, beynin en karmaşık düşünce biçimlerimiz için kullandığımız bölümünde daha fazla nöron gelişimini teşvik ediyor.
Almanya, Dresden’deki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği Enstitüsü’nden bir sinirbilimci ve çalışmanın yazarlarından biri olan Wieland Huttner, “Bulduğumuz şey, bizi insan yapmaya kesinlikle katkıda bulunan bir yine” dedi.
İnsan beyni, tam gelişmiş bir dil kullanmak ve gelecek için karmaşık planlar yapmak gibi diğer canlı türlerinin yapamayacağı şeyleri yapmamıza izin verir. Bilim adamları on yıllardır, bu karmaşık yeteneklerin nasıl geliştiğini anlamak için beynimizin anatomisini diğer memelilerinkiyle karşılaştırıyorlar.
İnsan beyninin en belirgin özelliği büyüklüğüdür – yaşayan en yakın akrabalarımız olan şempanzelerinkinden dört kat daha büyük.
Beynimizin de kendine özgü anatomik özellikleri vardır. Ön lob olarak bilinen gözümüzün hemen arkasındaki korteks bölgesi, en karmaşık düşüncelerimizden bazıları için gereklidir. 2018’de yapılan bir araştırmaya göre, insan ön lobunda şempanzelerdeki aynı bölgeden çok daha fazla nöron var.
Ancak insanları canlı maymunlarla karşılaştırmanın ciddi bir kusuru var: Şempanzelerle en son ortak atamız yaklaşık yedi milyon yıl önce yaşadı. O zamandan beri olanları doldurmak için bilim adamları, homininler olarak bilinen daha yakın tarihli atalarımızın fosillerine başvurmak zorunda kaldılar.
İnsansı kafataslarını inceleyen paleoantropologlar, atalarımızın beyinlerinin yaklaşık iki milyon yıl öncesinden başlayarak çarpıcı biçimde büyüdüğünü buldular. Yaklaşık 600.000 yıl önce yaşayan insan boyutuna ulaştılar. Soyu tükenmiş en yakın hominin akrabalarımızdan olan Neandertallerin beyni bizimki kadar büyüktü.
Ancak Neandertal beyinleri uzamıştı, oysa insanlar daha küresel bir şekle sahip. Bilim adamları, bu farklılıkları neyin hesaba kattığını söyleyemezler. Bir olasılık, atalarımızın beyinlerinin çeşitli bölgelerinin boyut değiştirmiş olmasıdır.
Ön lobu vurgulanmış bir insan beyninin MRG’si. Kredi… Yaşayan Arka Enterprises/Science Source
Son yıllarda, sinirbilimciler yeni bir bilgi kaynağıyla eski beyinleri araştırmaya başladılar: hominin fosillerinin içinde korunan DNA parçaları. Genetikçiler, Neandertallerin ve doğudaki kuzenleri Denisovalıların tüm genomlarını yeniden yapılandırdılar.
Bilim adamları, genomumuz ile Neandertal ve Denisovalıların genomları arasındaki potansiyel olarak önemli farklılıklara odaklandılar. İnsan DNA’sı yaklaşık 19.000 gen içerir. Bu genler tarafından kodlanan proteinler, çoğunlukla Neandertaller ve Denisovalılarınkilerle aynıdır. Ancak araştırmacılar, bir proteinin yapısını değiştiren 96 insana özgü mutasyon buldular.
2017 yılında, Dr. Huttner’ın laboratuvarında araştırmacı olan Anneline Pinson, bu mutasyonlar listesine bakıyordu ve TKTL1 olarak adlandırılan bir yeniden değiştirdiğini fark etti. Bilim adamları, TKTL1’in gelişen insan korteksinde, özellikle ön lobda aktif hale geldiğini biliyorlardı.
Dr. Pinson, “Ön lobun bilişsel işlevler için önemli olduğunu biliyoruz” dedi. “Yani bu ilginç bir aday olabileceğine dair iyi bir ipucuydu.”
Dr. Pinson ve meslektaşları, fareler ve yaban gelinciği üzerinde TKTL1 ile ilk deneyler yaptılar. Yeniden’ın insan versiyonunu hayvanların gelişen beyinlerine enjekte ettikten sonra, bunun hem farelerin hem de gelinciklerin daha fazla nöron yapmasına neden olduğunu buldular.
Daha sonra araştırmacılar, Dresden hastanesinde kürtaj yaptıran kadınların rızasıyla elde edilen fetal beyin dokusu parçalarını kullanarak insan hücreleri üzerinde deneyler yaptılar. Pinson, doku örneklerindeki hücrelerden TKTL1 tekrarını kesmek için moleküler makas kullandı. Onsuz, insan beyin dokusu, nöronlara yol açan daha az sözde progenitör hücre üretti.
Araştırmacılar, son deneyleri için minyatür bir Neandertal benzeri beyin yaratmaya koyuldular. Bir insan embriyonik kök hücresiyle başladılar, TKTL1’ini yeniden düzenlediler, böylece artık insan mutasyonuna sahip olmayacaktı. Bunun yerine Neandertaller, şempanzeler ve diğer memeliler de dahil olmak üzere akrabalarımızda bulunan mutasyonu taşıdı.
Daha sonra kök hücreyi, beyin organoidi adı verilen gelişmekte olan bir beyin dokusu yığınına dönüştürmeye ikna eden bir kimyasallar banyosuna koydular. Daha sonra nöron katmanlarından oluşan minyatür bir korteks üreten öncü beyin hücreleri üretti.
Neandertal benzeri beyin organoidi, TKTL1’in insan versiyonuna sahip organoidlerden daha az nöron yaptı. Bu, TKTL1 yeniden mutasyona uğradığında atalarımızın ön lobda fazladan nöronlar üretebileceğini gösteriyor. Bu değişiklik beynimizin genel boyutunu artırmasa da, bağlantılarını yeniden düzenlemiş olabilir.
Çalışmaya dahil olmayan Belçika’daki Liège Üniversitesi’nden bir sinirbilimci olan Laurent Nguyen, “Bu gerçekten bir güç gösterisi” dedi. “Bu kadar küçük bir değişikliğin nöronların üretimi üzerinde böylesine dramatik bir etkiye sahip olması dikkat çekici.”
Yeni bulgu, TKTL1’in tek başına bizi insan yapan şeyin sırrını sunduğu anlamına gelmiyor. Diğer araştırmacılar da protein değiştiren 96 mutasyon listesine bakıyor ve kendilerine ait organoid deneyleri yürütüyorlar.
Dr. Huttner’ın laboratuvarının diğer üyeleri, Temmuz ayında, diğer iki mutasyonun, gelişen beyin hücrelerinin bölünme hızını değiştirdiğini bildirdi. Geçen yıl, California San Diego Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, başka bir mutasyonun insan nöronlarının birbirleriyle yaptığı bağlantıların sayısını değiştirdiğini buldu.
Diğer mutasyonlar da beynimiz için önemli olabilir. Örneğin, korteks geliştikçe, uygun yerlerini bulmak için bireysel nöronların göç etmesi gerekir. Dr. Nguyen, insanlara özgü 96 mutasyondan bazılarının, hücre göçü ile ilgili olması muhtemel genleri değiştirdiğini gözlemledi. Mutasyonlarımızın, nöronlarımızı bir Neandertal beynindeki nöronlardan farklı şekilde hareket ettirebileceğini düşünüyor.
“Hikayenin sonu olduğunu sanmıyorum,” dedi. “Beyin gelişimi açısından bizi neyin insan yaptığını anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu düşünüyorum.”