افزایش حجم مغز موش در آزمایشگاه

Credit: Silver lab, Duke University
Credit: Silver lab, Duke University

تفاوت دوره تکامل فیزیکی انسان با نزدیکترین فامیل خود در حلقه پستانداران یعنی شامپانزه بین 5 تا 7 میلیون سال تخمین زده شده است. در این دوران بدن انسان در کنار تغییر فاحشی که داشته است توانست از قابلیت های ذهنی بیشتری برخوردار گردد. ما قادر به ایجاد زبان شفاهی و نوشتاری و درک مناسبات ریاضی شدیم. ابزار مورد استفاده در زندگی مان پیشرفت بی نظیری کرد و به ماشین دست یافتیم. تا آنجا که قادر به ترسیم نقشه ژنتیک خودمان شدیم. با همه این تغییرات، ما و شامپانزه بین 96 تا 99 درصد DNA مشابه داریم.

بخشی از مجموعه ژنتیک ما به یاری جهش های که اتفاق افتاد با سرعت زیاد متحول شد و توانست جلوه جدیدی به ساختمان دی ان ای ما بدهد. این ادعای علمی را می توان از طریق مقایسه ساختمان ژنتیک پستانداران که همیشه یکسان است و تفاوت های که مناطقی از ژن انسان به خود گرفته است مشاهده کرد. دانشمندانی که موفق به شناسایی این نواحی در ژن بشر شده اند به آن لقب مناطق سریع متحول شده انسانی ( HARs) داده اند.

تفاوت های مزبور بعدها مشخص شد که در خود ژن اتفاق نمی افتد بلکه نوعی تحریک کننده یا تشویق کننده یا افزاینده هایی هستند که به بعضی ژن ها متصل می شوند. در اصل شاید اگر ژن ها را بازیگران میدان مسابقه بدانیم نقش این راهنماها شبیه کاری است که مربی ها انجام می دهند. مربی هایی که اعمال و رفتار بعضی ژن ها را کنترل می کنند و به قابلیت شان برای دستکاری رفتار از قبل تعیین شده می افزایند.

این مربیان ( HARs) همراه و متصل به ژن ها همان هایی هستند که مسیر سریع تحول تکاملی بشر را به دست گرفتند و نشانه های مشهور نظیر شصت دست مان که تفاوت و توانایی اش به طور اساسی متحول شده است تا شکل گیری مغز بزرگتر، بخشی از دستاوردهای شان است.

اما برای اینکه متوجه شویم دقیقا این راهنماهای متصل به ژن ها چکار می کنند به تحقیقات دکتر J. Lomax Boyd نگاهی می اندازیم که به بررسی یکی از  آنها به نام HARE5 پرداخته است. راهنماهایی که نقش تعیین کننده در افزایش حجم مغزی بشر داشته است.

او نه تنها HARE5 و تاثیراتش را مشخص تر نشان داده است بلکه در یک تحقیق آزمایشگاهی دو راهنمای فوق را که هم در ژن بشر وجود دارد و هم در شامپانزه به چنین موش منتقل کرده است بلکه امیدوار بود مشخص کند که آیامشوقین و مربیان مزبور قادر به افزایش حجم مغز و هوشمندی موش خواهند شد؟

تیم تحقیقاتی دانشگاه ضمن انتقال محرکین ژن HARE5 انسان و شامپانزه به  به دو  گروه مجزا از موش ها، این کنترل را هم به کمک همان مربیان ژنتیکی فراهم کردند که ماده شیمیایی آبی رنگی نیز در محوطه مورد آزمایش مغز موش های مورد نظر در مرحله جنینی شان تعبیه کنند تا تغییرات و تحولات فیزیکی سریع کننده قابل مشاهده  نیز بشود.

جنین موش ها از روز نهم شروع به ساختن سلول های مغزی می کنند و HARE5 بعد از مدت کوتاهی شروع به کار کردند. مشاهدات نشان داده است که مربیان ژنتیک انسانی  فعالیت وسیعتری را در مغز جنین دامن زدند و حجم مغز جنین ها بیشتر و زودتر شروع به تغییر کرده بودند.

این تحریک کننده ها یا راهنمای ژن ها در بخشِ ساختن یاخته های عصبی مغز جنینی موش ها نیز  موثر بوده اند و سلول های بنیادی  یاخته ها سریعتر تقسیم می شدند. به طور مشخص یاخته ها در شروع ساخته شدن مغز در جنین موش هر 12 ثانیه دو برابر می شوند ولی با کمک HARE5 انسانی هر 9 ثانیه تقسیم و افزایش صورت می گیرد که در ادمه باعث افزایش قابل توجه یاخته های عصبی در مغز موش ها می شود.

دکتر Debra Silver که مدیریت این آزمایش را برعهده داشته است می گوید:« مغز موش هایی که از حمایت HARE5 انسانی  برخوردار بودند 12 درصد بزرگتر از گروه دیگر بودند. نتیجه ایی که خودمان هم توقع نداشتیم. این آزمایش در نوع خود، جدیدترین بررسی در باره تاثیر مستقیم دستکاری های بسیار کوچک در DNA می باشد.

مثل همیشه و منطقا نظرات مخالف در باره نتیجه گیری این آزمایش هم وجود دارد. از جمله اینکه معلوم نیست مغز بزرگتر برای موش، باعث باهوش تر شدن شان شود. مضافا اینکه معلوم نیست آیا تفاوت بین ژن انسان و شامپانزه ( هر چند بسیار خفیف) در تغییرات مغز دو گروه موش موثر بوده است یا HARE5 نقش تعیین کننده داشته است.

موش های این آزمایش همچنان تحت مراقبت هستند تا در مراحل بعدی در حین بررسی رفتار و واکنش های شان به این موضوع نیز بپردازند که آیا واقعا با هوش تر هم شده اند؟

 

Fast-Evolving Human DNA Leads to Bigger-Brained Mice by Ed Yong

http://phenomena.nationalgeographic.com/2015/02/19/fast-evolving-human-dna-leads-to-bigger-brained-mice/

Reference: Boyd, Skove, Rouanet, Pilaz, Bepler, Gordan, Wray & Silver. 2015. Human-Chimpanzee Differences in a FZD8 Enhancer Alter Cell-Cycle Dynamics in the Developing Neocortex. Current Biology http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.01.041

More on enhancers:

Did a gene enhancer humanise our thumbs?

RNA gene separates human brains from chimpanzees

More from ترجمه ونداد زمانی

کالا، تبلیغات، سکس

روی تابلویی بزرگ در خیابانی شلوغ، عکس زن لختی دیده می‌شد که...
بیشتر بخوان
  • Nima DJ

    موضوع هوش انسانی فقط در بزرگی حجم مغز خلاصه نمیشه بلکه همونطور که اشاره کردید ، اینکه ما تونستیم از زبان و تکلم به عنوان ابزار ارتباطی و انتقال اطلاعات و تجربیات استفاده کنیم سنگ بنای افتراق ما از سایر موجودات شد. در مورد عملکرد های مغز خیلی از حیوانات در زمینه هایی به مراتب قویتر از انسان عمل می کنند. در برنامه مستندی دیدم که چقدر حافظه تصویری شامپانزه ها قدرتمندتر از انسانها بود.

    • Nima DJ

      چقدر طرفدار داشت این مطلب