De ce creierul uman se maturizează mai lent decât al oricărei alte specii?
Cercetătorii de la Institutul Zuckerman al Universității Columbia au identificat un gen prezent doar la oameni, care pare să joace un rol esențial în dezvoltarea celulelor imune ale creierului. Această descoperire oferă noi indicii despre de ce creierul uman este unică puternic.
Știri de ultimă oră
Angiografia coronariană poate fi amânată în siguranță după oprirea cardiacă extrahospitalieră fără modificări ECG tipice
Noua terapie pentru scleroza multiplă blochează atacul imunitar fără să afecteze sistemul imunitar global
Longevitate fără demență: încă există riscuri ascunse
Terapia hormonală la menopauză: O soluție pentru „ceața mentală”?Echipa a descoperit că microgliale umane — celulele imune care sculptează circuitele creierului în dezvoltare — îşi măsoară maturitatea în ani, mult mai mult decât la alte specii. Știinţii sospeară că această perioadă extraordinar prelungită de dezvoltare ar putea fi cheia abilităților cognitive umane.
Genul nou identificat, numit HMGA1, este absent la şimpanzi şi la alte primati. Spre deosebă de genele tipice, care codifică proteine, HMGA1 regulează activitatea altor gene implicate în dezvoltarea creierului.
În timpul maturării microglialelor, acest gene rămâne activ mult mai mult decât se aștepta, ceea ce ar putea explica timeline-ul prelungit.
„Acest gen pare să funcționeze ca un ceas molecular, menținând microglialele într-o stat de flexibilitate, în dezvoltare, mult mai mult decât ar trebui”, a explicat dr. Elena Rodriguez, cercetătoarea de conducere a studiului.
Un gen unic al oamenilor explică de ce creierul nostru este atât de complex!
„În timp ce microglialele altor animale devin rapid specializate, noastre rămân în această fază imatură, ceea ce le arată mai multe ocazii să modeleze conexiunile neuronale.”
Cercetătorii au folosit organoide creieriale — clustere de țesut creier crescut în laborator — pentru a compara dezvoltarea microglialelor între specii. Au constatat că microglialele umane rămân într-o stare de tranziție aproximativ 18 luni, în timp ce microglialele şimpanzelor îşi termină maturitatea în doar șase luni.
Prezența lui HMGA1 a corelat direct cu acest timeline prelungit.
Perioada prelungită de maturare a microglialele coincide cu dezvoltarea prelungită a creierului uman, care continuă să crească bine în copilărie. În acest interval, microglialele tăiau conexiunile neuronale inutile și întăresc cele importante, sculptând efectiv arhitectura creierului.
Cercetătorii au observat că, când au suprimat activitatea lui HMGA1 în organoidele umane, microglialele au maturat mult mai repede, ressemblând modelului observat la şimpanzi. Această accelerare a dus la rețele neuronale mai puțin refine, sugerând că activitatea prelungită a genului creează condiții favorabile pentru formarea unui creier complex.
De ce microglia umană se maturizează atât de lent?
Rezultatul se alinjează cu alte cercetări care arată că dezvoltarea creierului uman este unică prin prelungirea ei. În timp ce şimpanzii ajung la mărimea adultă a creierului în câţiva ani, oamenii continuă să dezvolte regiunile corteale tot prin adolescență. Descoperirea lui HMGA1 poate oferi prima explicație genetică a acestui trăsătut distinctiv uman.
Studiul, publicat în Nature Neuroscience, reprezintă una dintre primele demonstrații ale modificărilor genetic specifice omului care afectează dezvoltarea creierului. Cercetătorii estimează că HMGA1 a suferit modificări semnificative în linia umană acum aproximativ 5 milioane de ani, în perioadă în care hominii devin au început să dezvolte creiere mai mari.
Cât timp microglialele umane îşi măsoară maturitatea în comparație cu cellesi la şimpanzi? Microglialele umane rămân într-o stare de tranziție pentru aproximativ 18 luni, în timp ce microglialele şimpanzelor îşi termină maturitatea în aproximativ șase luni.
Ce face HMGA1 diferit față de alte gene? În przeciție cu genele tipice care codifică proteine, HMGA1 regulează activitatea altor gene și rămâne activ în timpul dezvoltării microglialele, funcționând ca un ceas molecular.
Când a apărut acest gen în linia umană? Cercetătorii estimează că HMGA1 a suferit modificări semnificative aproximativ acum 5 milioane de ani, coincidând cu începutul extinderii creierului la primi homini.
