ПРИХОВАТИ

Китайські вчені внесли людський ген у мозок мавп і зробили їх розумнішими

Китайські вчені створили трансгенних макак із покращеними розумовими здібностями, шляхом внесення в їхню ДНК людського гену.

Таким чином науковці прагнули пролити більше світла на питання, як і чому людський мозок еволюціонував у таку складну структуру.

Суперечлива з погляду етики стаття була опублікована у журналі National Science Review.

Еволюція мозку та генні маніпуляції

Попри суперечки довкола теорії еволюції (а вона, безперечно, залишається загальновизнаною концепцією), деякі її аспекти ще й досі нерозкриті. Наприклад, як саме мозок наших предків-приматів еволюціонував у таку складну та унікальну структуру в людини, що відрізняє нас від інших тварин.

Вчені з Китаю вважають, що “секретним інгредієнтом” для розвитку людського мозку може бути один особливий ген – MCPH1 (microcephalin 1). Є досліди, в яких показано, що він відповідає за розвиток нервової тканини, а мутації цього гена призводять до недорозвиненості мозку. Тому китайські науковці вирішили перевірити, чи зможе введення гену MCPH1 у геном тварин сприяти розвитку їхнього мозку.

Проведені досліди на пацюках через надто велику відмінність від людини виявилися не показовими, тому вчені обрали наступними піддослідними тваринами макак.

Макак-резусів (Macaca mulatta) часто використовують як піддослідних тварин. Джерело: Paul Asman, Jill Lenoble

В той час, як світова наукова спільнота розмірковує над правильністю таких експериментів з етичного боку, китайські дослідники вважають, що ніяких моральних принципів вони не порушили. Їхній аргумент – обрані примати є далекими родичами людей, точніше, нас розмежовують близько 25 мільйонів років роздільної еволюції.

Як створити трансгенних мавп?

Одним з перспективних методів генної інженерії поряд із CRISPR є використання вірусних векторів. В цьому досліді вчені використали метод, відомий як лентивірусний вектор. Цей підхід ґрунтується на здатності вірусів, а саме лентивірусів, вбудовувати в ДНК господаря свій генетичний матеріал. Але вчені зуміли модифікувати вірус так, щоб він перестав бути збудником хвороб, а став лише системою доставлення. Таким чином у геном господаря доставляються не патогенні вірусні гени, а ті, які потрібні дослідникам.

Китайські дослідники “інфікували” ембріони макак модифікованим лентивірусом. Останні, в свою чергу, внесли у ДНК мавп декілька копій людського гену MCPH1. Всі маніпуляції пройшли успішно; досліди показали, що чужорідний ген правильно вбудувався у всіх особин. В результаті експерименту, було отримано 11 генетично модифікованих макак. Але двоє близнюків не дожили до початку експерименту через викидень, а одна із новонароджених загинула від нез’ясованих причин.

Після народження на вісім здорових приматів чекали численні дослідження їхнього мозку, в ході якого вдалося виявити дещо цікаве.

Що сталося з їхнім мозком?

Для того, щоб визначити, як ген впливає на розвиток мозку, макаки, починаючи з 2-місячного віку, регулярно проходили процедуру магнітно резонансної томографії. З її допомогою вчені досліджували об’єм мозку, кількість сірої та білої речовини.

Вже у ранньому віці було помітно вплив чужорідного гена на організм піддослідних. Так, трансгенні макаки мали більший об’єм мозку відносно розмірів тіла, ніж у немодифікованих особин. Але з часом така відмінність стала малопомітною. Об’єм сірої речовини відносно загального об’єму мозку в ГМО-мавп теж був більшим. Проте, кількість білої речовини при будь-яких вимірюваннях у них була меншою. Також у мозку трансгенних мавп спостерігалося більше незрілих нервових клітин та гліальних.

Ймовірним поясненням цього явища є те, що людський ген змушує розвиватися мавпячий відповідно до людського типу. А в людини дозрівання клітин мозку та їхня диференціація є дуже розтягненим процесом, він продовжує відбуватися ще й у підлітковому віці. Це значно довше, ніж у макак. В цей період дитячий мозок розвиває більше синапсів, зв’язків між нейронами, що необхідно для навчання та мислення. Саме така діяльність була відмічена і в мозкові піддослідних макак.

Більш цікаві висновки отримали науковці в ході перевірки їхніх когнітивних здібностей.

Для оцінювання впливу діяльності людського гену на короткострокову пам’ять макак їх піддали тестуванню. У ньому тваринам потрібно було запам’ятати колір та форму об’єктів на сенсорному екрані за короткий проміжок часу, а потім вказати на нього. У цьому випробуванні експериментальні мавпи показали значно кращі результати, на відміну від контрольної групи. Цей дослід також показав, що трансгенні тварини перевершили контрольних більш швидкою реакцією на стимули.

Макака виконує тест на визначення когнітивних здібностей. Джерело: National Science Review

На основі проведеної роботи науковці зробили висновок, що можливо, вони знайшли відповідь на питання, що робить людей унікальними. Але не менш визначним є те, що результати цього дослідження можуть допомогти краще зрозуміти деякі розлади роботи центральної нервової системи, як-от нейродегенеративні зміни або розлади соціальної поведінки.

National Science Review (2019), doi: 10.1093/nsr/nwz043

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Total
84
Shares
84 Shares:
Перегляньте також