نئاندرتال ها به عنوان نزدیکترین خویشاوندان انسانی ما حداقل ۵۰۰ هزار سال پیش از ما جدا شده اند و دلیل اصلی آن تغییرات ژنتیکی کوچکی است که رشد مغزی انسان مدرن را از اجدادش جدا می کند.
تفاوت بین هومو ساپینس و گروه های دیگر در تغییرات اسیدهای آمینه که بلوک های سازنده پروتئین ها در سلول ها و بافت های ما هستند، است. حدود ۱۰۰ اسید آمینه پس از این انشعابات در انسان امروزی تغییر کرده و تقریباً در همه ما پخش شده است. با این حال، اهمیت بیولوژیکی این تغییرات تا حد زیادی ناشناخته است.
در مطالعات جدید، محققان آلمانی تغییرات شش تا از این آمینواسیدها را که در سه پروتئین اتفاق می افتد، بررسی کردند. این اسیدهای آمینه نقش کلیدی در توزیع کروموزوم ها به دو سلول در طول تقسیم سلولی دارند.
از آنجایی که کار قابل توجهی که در تعیین توالی ژنوم نئاندرتال انجام شده است، این مطالعه درک ما را از تفاوت های ظریف بین این انسان های باستانی و انسان های مدرن بیشتر می کند. همچنین ممکن است برخی از مزایای تکاملی را روشن کند که در نهایت باعث شد انسان های مدرن از نئاندرتال ها و دنیسوواها بیشتر زندگی کنند.
برای بررسی این که چگونه این شش تغییر بر رشد مغز تأثیر می گذارند، دانشمندان آمینو اسیدهای موجود در انواع انسان های مدرن را به موش ها معرفی کردند. جالب اینجاست که در آن شش موقعیت اسید آمینه، موش ها مشابه نئاندرتال ها شدند. این موضوع باعث می شود مغز موش ها برای آزمایش اینکه چه اتفاقی در هنگام تغییر این اسیدهای آمینه می افتد، عالی باشد.
فیلیپه مورا-برمودز (Felipe Mora-Bermúdez) پژوهشگر اصلی این مطالعه می گوید: این تغییرات منجر به انتقال دقیق تر داده های ژنتیکی در تقسیم سلولی می شود. ما دریافتیم که سه اسید آمینه انسان مدرن در دو پروتئین باعث متافاز طولانی تر می شوند و این امر منجر به خطاهای کمتری در هنگام توزیع کروموزوم ها به سلول های بنیادی عصبی می شود.
تیم تحقیقاتی همچنین بررسی کرد که آیا عکس این قضیه صادق است یا خیر. بنابراین اگر محققان آمینو اسیدهای انسان مدرن را با آمینواسیدهای موجود در نئاندرتال ها جایگزین کنند، آیا میتوز سریعتر و دقیق تر را مشاهده می کنند؟
پژوهشگران آمینو اسیدهای اجدادی را در ارگانوئیدهای مغز انسان جایگزین کردند. ارگانوئیدها ساختارهای مینیاتوری اندام مانندی هستند که می توانند از سلول های بنیادی انسان در آزمایشگاه رشد کنند و جنبه های رشد اولیه مغز انسان را تقلید کنند.
در این مورد، متافاز کوتاه تر شد و خطاهای توزیع کروموزوم بیشتری پیدا کردیم. به گفته مورا برمودز، این نتیجه نشان می دهد که آن سه تغییر اسید آمینه انسان مدرن در پروتئین ها باعث اشتباهات کمتری در توزیع کروموزوم در انسان های امروزی در مقایسه با نئاندرتال ها و شامپانزه‌ها می شوند.
او اضافه می کند: اشتباه در تعداد کروموزوم ها معمولاً برای سلول ها اموضوع جالبی نیست زیرا باعث اختلالاتی مانند تریزومی و سرطان می شود.
برمودز در انتها اضافه می کند که مطالعه ما نشان می دهد که برخی از جنبه های تکامل و عملکرد مغز انسان مدرن ممکن است مستقل از اندازه مغز باشد، زیرا نئاندرتال ها و انسان های امروزی مغزهایی با اندازه مشابه دارند. این یافته ها همچنین نشان می دهد که عملکرد مغز در نئاندرتال‌ها ممکن است بیشتر از انسان های امروزی تحت تأثیر خطاهای کروموزومی قرار گرفته باشد.
شرح کامل این پژوهش و یافته های حاصل از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Science Advances منتشر شده است.
