ลักษณะทางพันธุกรรมของยีน

ในการทำเช่นนี้ ทีมงานได้นำยีนที่มีอยู่เฉพาะในมนุษย์เข้าสู่ออร์แกนอยด์ในสมองที่ปลูกในห้องปฏิบัติการจากลิงชิมแปนซีที่เป็นญาติสนิทที่สุดของเราเป็นครั้งแรก ในออร์แกนอยด์สมองของลิงชิมแปนซี ยีน ARHGAP11B นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของเซลล์ต้นกำเนิดสมองที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของสมอง และการเพิ่มขึ้นของเซลล์ประสาทเหล่านั้นที่มีบทบาทสำคัญในความสามารถทางจิตที่ไม่ธรรมดาของมนุษย์ ในทางตรงกันข้าม ถ้ายีน ARHGAP11B ถูกปิดในออร์แกนอยด์ในสมองของมนุษย์ ปริมาณของเซลล์ต้นกำเนิดสมองเหล่านี้จะลดลงเหลือระดับของลิงชิมแปนซี ดังนั้น ทีมวิจัยจึงสามารถแสดงให้เห็นว่า ยีน ARGHAP11B มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของสมองตั้งแต่บรรพบุรุษจนถึงมนุษย์ยุคใหม่ การศึกษาสัตว์เกี่ยวกับลิงใหญ่ถูกห้ามในยุโรปมานานแล้วด้วยเหตุผลทางจริยธรรม สำหรับคำถามต่อไปนี้ สิ่งที่เรียกว่าออร์แกนอยด์ คือโครงสร้างเซลล์สามมิติขนาดไม่กี่มิลลิเมตรที่เติบโตในห้องปฏิบัติการ เป็นทางเลือกแทนการทดลองกับสัตว์ ออร์กานอยด์เหล่านี้สามารถผลิตได้จากสเต็มเซลล์หลายชนิด ซึ่งจากนั้นจะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เฉพาะประเภท เช่น เซลล์ประสาท ด้วยวิธีนี้ ทีมวิจัยจึงสามารถผลิตออร์กานอยด์ในสมองของลิงชิมแปนซีและออร์กานอยด์ในสมองของมนุษย์ Wieland Huttner จาก MPI-CBG ซึ่งเป็นหนึ่งในสามผู้เขียนนำของการศึกษากล่าวว่า"อวัยวะในสมองเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบคำถามสำคัญเกี่ยวกับARHGAP11B ได้" Wieland Huttner กล่าว ว่า "ในการศึกษาก่อนหน้านี้ เราสามารถแสดงให้เห็นว่าARHGAP11Bสามารถขยายสมองของไพรเมตได้ อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้ยังไม่ชัดเจนว่าARHGAP11Bมีบทบาทสำคัญในการขยายวิวัฒนาการของนีโอคอร์เท็กซ์ของมนุษย์" Wieland Huttner กล่าว เพื่อชี้แจงสิ่งนี้ ยีน ARGHAP11Bถูกแทรกเข้าไปในโครงสร้างคล้ายช่องสมองของออร์กานอยด์ของลิงชิมแปนซีเป็นครั้งแรก ARGHAP11B _ยีนนำไปสู่การเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดสมองในสมองชิมแปนซีซึ่งจำเป็นต่อการขยายตัวของนีโอคอร์เท็กซ์? "การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่ายีนในออร์แกนอยด์ของลิงชิมแปนซีทำให้เซลล์ต้นกำเนิดสมองที่เกี่ยวข้องเพิ่มขึ้นและเซลล์ประสาทที่มีบทบาทสำคัญในความสามารถทางจิตที่ไม่ธรรมดาของมนุษย์เพิ่มขึ้น" ไมเคิล ไฮด์ หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว ของ Junior Research Group Brain Development and Evolution ที่ DPZ และพนักงานที่ MPI-CBG เมื่อ ยีน ARGHAP11Bถูกทำลายในอวัยวะในสมองของมนุษย์ หรือการทำงานของ โปรตีน ARHGAP11Bถูกยับยั้ง จำนวนของเซลล์ต้นกำเนิดสมองเหล่านี้จะลดลงจนถึงระดับของลิงชิมแปนซี "ดังนั้นเราจึงสามารถแสดงให้เห็นว่าARHGAP11Bมีบทบาทสำคัญในการพัฒนานีโอคอร์เท็กซ์ระหว่างวิวัฒนาการของมนุษย์" ไมเคิล ไฮเดกล่าว จูเลีย ลาดิววิกจาก HITBR ซึ่งเป็นหนึ่งในสามของผู้เขียนหลัก กล่าวเสริมว่า "ด้วยบทบาทที่สำคัญของ ARHGAP11B จึงมีความเป็นไปได้ที่การพัฒนานีโอคอร์เท็กซ์ที่ผิดปกติบางอย่างอาจเกิดขึ้นได้ เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนนี้"