Мозгоподобные скопления клеток обнаруживают сходство и различия в развитии мозга приматов и человека, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature.
Ученые пришли к выводу, что мозгоподобные участки, сделанные из клеток шимпанзе, созревают быстрее, чем органоиды, выращенные из клеток человека.
Это открытие наряду с другими ключами к развитию человеческого мозга, является одним из последних выводов исследований церебральных органоидов - трехмерных скоплений клеток, которые могут имитировать ранний растущий мозг.
Новое исследование «проводит интересные параллели, но также подчеркивает важные различия» в том, как развиваются мозги людей и шимпанзе, - говорит Паола Арлотта - нейробиолог из Гарвардского университета, которая не участвовала в исследовании. По ее словам, результаты представляют собой важный шаг к пониманию особенностей человеческого мозга.
Чтобы изготовить церебральные органоиды шимпанзе, исследователи использовали клетки крови, оставшиеся от рутинных анализов крови ветеринаров. Во флаконах находились лейкоциты, которые могли быть перепрограммированы в стволовые клетки, которые сами затем были выведены в капли клеток мозга. «Из этого мы получаем нечто, действительно похожее на ранний мозг», - говорит Грей Кэмп - биолог, специалист по стволовым клеткам из Института молекулярной и клинической офтальмологии в Базеле (Швейцария).
По словам Кэмпа, не было очевидных различий во внешности между органоидами шимпанзе и человеческими органоидами. Но внимательный взгляд на то, как гены вели себя в этих двух органоидах и как это поведение менялось со временем - обнаружил большую разницу в стимуляции. Органоиды шимпанзе, казалось, росли быстрее, чем их человеческие аналоги.
В то же время нервные клетки шимпанзе, или нейроны, были более зрелыми, чем нейроны человека, обладая профилем поведения генов, который появляется у клеток с возрастом. Это отставание было «поразительным», говорит Кэмп. По сравнению с другими видами, человеческий мозг, как известно, тратит много времени на созревание и становится сформировавшимся уже после подросткового периода.
Выравнивание этих разных временных графиков роста позволило исследователям найти гены, которые вели себя по-разному у двух видов. Другие анализы показали различия в том, как использовались участки ДНК. Некоторые участки отсутствуют у людей, но присутствуют у шимпанзе и других приматов. По словам Кэмпа, у шимпанзе эти районы были готовы к действию, возможно, готовы влиять на поведение определенных генов.
Хотя органоиды человека и шимпанзе дают подсказки о раннем
развитии мозга у приматов, эти структуры по-прежнему являются
приблизительными примерами реального мозга. Например, органоиды
человеческого мозга еще не смогли уловить ключевую черту
человеческого мозга - его большой неокортекс - внешний слой
мозга, вовлеченный в сложное мышление, говорит Кэмп. Эти
органоиды также не воссоздают сложные связи между областями
мозга. Тем не менее, эта область быстро развивается. По словам
Арлотты, исследования органоидов обещают, в частности, их
способность выявлять процессы развития, которые иначе были бы
скрыты, такие как самые ранние дни мозга, когда он развивается в
утробе матери.
[Фото: sciencenews.org]
