Найден ген, который сделал мозг человека в три раза больше обезьяньего

Почему у людей мозг в три раза больше, чем у шимпанзе и горилл? Мы же не в три раза крупнее телом. Ответ, как выяснили биологи из Кембриджа, кроется не в размере черепа, а в крошечном молекулярном переключателе, который работает в эмбрионе. И этот переключатель — ген Zeb2.

Чтобы понять, как развивается мозг разных видов, учёные взяли клетки людей, шимпанзе и горилл, перепрограммировали их в стволовые и вырастили из них миниатюрные органоиды мозга — этакие шарики размером в несколько миллиметров, которые воспроизводят структуру настоящей коры.

И сразу стало видно: человеческие органоиды обгоняют обезьяньи. Они крупнее, и в них больше клеток. Причина — в ранней стадии развития, когда клетки-предшественники нейронов ещё только делятся, чтобы создать запас будущих нейронов.

«Мы обнаружили разницу в клеточном поведении очень, очень рано, что позволяет человеческому мозгу расти», — объясняет доктор Мадлен Ланкастер.

У всех трёх видов процесс идёт похоже, но у людей он… затягивается. Клетки дольше остаются в незрелом состоянии и успевают сделать больше копий самих себя. А когда потом начинается превращение в нейроны, исходный пул оказывается значительно больше.

Ключевую роль здесь играет ген Zeb2. У людей он включается позже, чем у обезьян. Эта задержка даёт клеткам дополнительное время на размножение. Если искусственно активировать Zeb2 раньше, органоиды человека перестают быть «гигантами» и становятся похожи на обезьяньи. А если, наоборот, затормозить его у гориллы, ткань начинает набухать, как у нас.

Также выяснилось, что у людей короче клеточный цикл и по-другому организована миграция ядер в делящихся клетках. Всё вместе это даёт почти двукратную разницу в числе нейронов.

Понимание этих механизмов важно не только для эволюционной теории. Нарушения в работе Zeb2 и подобных генов могут приводить к аномалиям развития мозга, например к макроцефалии при некоторых формах аутизма. Разобравшись в «инструкции», мы сможем лучше понимать, что идёт не так в этих случаях.

Так что наш большой мозг — результат не грубой силы, а тонкой настройки времени. Маленькая задержка включения одного гена — и вот мы уже не обезьяны.