Hjerneorganoider giver indsigt i udviklingen af ​​den menneskelige hjerne

Dyreforsøg på menneskeaber har længe været forbudt i Europa af etiske årsager. For det spørgsmål, der forfølges her, er organoider (tredimensionelle cellestrukturer på få millimeter store, som dyrkes i laboratoriet) et alternativ til dyreforsøg. Disse organoider kan produceres fra pluripotente stamceller, som derefter differentieres til specifikke celletyper, såsom nerveceller. På denne måde var forskerholdet i stand til at producere både chimpansehjerneorganoider og menneskelige hjerneorganoider. "Disse hjerneorganoider gjorde det muligt for os at undersøge et centralt spørgsmål vedrørende ARHGAP11B," siger Wieland Huttner fra MPI-CBG, en af ​​de tre hovedforfattere af undersøgelsen offentliggjort i EMBO Reports .

"I et tidligere studie var vi i stand til at vise, at ARHGAP11B kan forstørre en primathjerne. Det var dog tidligere uklart, om ARHGAP11B havde en større eller mindre rolle i den evolutionære udvidelse af den menneskelige neocortex," siger Wieland Huttner. For at afklare dette blev ARGHAP11B-genet først indsat i hjerneventrikellignende strukturer af chimpanseorganoider. Ville ARGHAP11B-genet føre til spredning af de hjernestamceller i chimpansehjernen, som er nødvendige for udvidelsen af ​​neocortex?

"Vores undersøgelse viser, at genet i chimpanseorganoider forårsager en stigning i relevante hjernestamceller og en stigning i de neuroner, der spiller en afgørende rolle i menneskers ekstraordinære mentale evner," siger Michael Heide, studiets hovedforfatter, som er leder. af Junior Research Group Brain Development and Evolution ved DPZ og ansat ved MPI-CBG.

Når ARGHAP11B-genet blev slået ud i menneskelige hjerneorganoider eller funktionen af ​​ARHGAP11B-proteinet blev hæmmet, faldt mængden af ​​disse hjernestamceller til niveauet for en chimpanse. "Vi var således i stand til at vise, at ARHGAP11B spiller en afgørende rolle i neocortex-udviklingen under menneskets evolution," siger Michael Heide.

Julia Ladewig fra HITBR, den tredje af hovedforfatterne, tilføjer:"I betragtning af denne vigtige rolle af ARHGAP11B er det desuden tænkeligt, at visse fejludviklinger af neocortex kan være forårsaget af mutationer i dette gen." + Udforsk yderligere

Gen for menneskelig hjernestørrelse udløser større hjerne hos aber