Vajon hogyan nőtt pillanatok alatt háromszorosára az ember agya az evolúció során?
Bunkó (balra) és a Vész: két genetikailag módosított egér az Animánia című rajfilmsorozatból. Vész agyát mesterségesen megnövelték a tudósok (Fotó: Warner)

Az amerikai Duke Egyetem kutatói átültették egy gén emberi változatát az egerek DNS-ébe, amitől ők felnőttkorukra 6 százalékékkal nagyobb agyat növesztettek. Az egyelőre nem világos, hogy e gén pontosan milyen mechanizmus révén növeli meg az agy méretét, mindenesetre úgy tűnik, hogy számos más gént kapcsol be, amelyek működése folytán megnő az agyi őssejtek aktivitása, így ők több idegsejtet képeznek.

A felfedezés közelebb vihet minket annak megértéséhez, hogy az emberré válás során milyen mechanizmusok révén nőtt meg evolúciós léptékben kifejezetten gyorsan az emberi agy mérete. Hiszen a csimpánztól való elválásunk óta az agytérfogatunk megháromszorozódott. Az antropológusok azt kutatják, hogy ezen agynövekedést milyen környezeti és szociális tényezők válthatták ki (vagyis milyen előnyük származott belőle az emberelődöknek). A fejlődésgenetikusok pedig azt vizsgálják, hogy e méretnövekedés milyen molekuláris és sejtbiológiai mechanizmusok révén mehetett végbe.

Már korábban találtak olyan DNS-részleteket az emlősök genomjában (ezeket HAR rövidítéssel jelölik), amelyek kapcsolatban állhatnak az emberi agy megnövekedésével. Úgy találták, hogy míg a HAR régiók szinte az összes emlősben konzerválódtak (tehát nagyrészt változatlanok), az emberben a csimpánztól való elválás óta gyors mutációba kezdtek. Az is ismert volt, hogy a HAR egyik változata, a HAR5 az egerekben kapcsolatban áll egy idegsejtfejlődésben fontos szerepet játszó génnel, az Fzd8-cal.

A Duke kutatói Nature-ben publikált tanulmányuk szerint összehasonlították az emberi, a csimpánz- és az egér-HAR működését. Az emberi HAR5 gént átültették az egerek genomjába, amitől megnövekedett az agyuk. A méretnövekedés az agybéli őssejtek az úgynevezett radiális gliák sokasodásának volt köszönhető. Ezekből az őssejtekből aztán több érett neuron képződött, mint azokban az egerekben, amelyekben a HAR egérverziója működött. Az ebből a kísérletből nem derült ki, hogy a nagyobb agy fejlettebb kognitív funkciókat is biztosított-e az egérnek.

A csimpánz- és az emberi HAR működésének összehasonlítására nem kísérleti állatokat használtak (az emberszabásúak az emberhez hasonló ütemben – lassan – fejlődnek, ráadásul drágák, és az állatvédők is érzékenyebbek a laborbéli felhasználásukra), hanem laboratóriumi edényben növesztett „mini agyakat” (organoidokat) hoztak létre, és ezekben vizsgálták a különböző HAR-verziók hatását. Úgy találták, hogy az emberi HAR több idegsejtet képzett a csimpánzgénnél, és az őssejtaktivitást szabályozó jelátviteli útvonal is aktívabbá vált a hatására.

De ez csak egy HAR hatása volt, miközben az emberben már több mint 3000 ilyen gént fedeztek fel, amelyek szerepe nyilván egymással is rettentő bonyolult módon függ össze. Vagyis messze még az emberi agyevolúció teljes feltárása.