BEYİN BÜYÜKLÜĞÜNDE ETKİN OLAN BİR GEN

agene
Evrimin izlerini takip ederken: Max Planc araştırmacıları, beyin kök hücrelerinin yeniden üretiminin anahtarını bulurlar.
İnsan genlerinin yaklaşık %99’u şempanzeler ile ortaktır. Geriye kalan küçük miktar bizi farklı kılar. Ama çok önemli bir farkımız var: İnsan beyni şempanze beyninden 3 kat daha büyük. Evrim esnasında, bu büyüklüğü tetikler doğrultuda genomumuz değişmiş olmalı. Max Planc Enstitüsü Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği’nde müdür ve araştırma grubu başkanı olan Wieland Huttner ve ekibi, ilk kez sadece insanlarda yer alan ve temel beyin kök hücrelerinin yeniden üretilmesine katkıda bulunan bir gen buldular. Araştırmacılar insan beyni kök hücrelerinin farklı alt popülasyonlarını izole ettiler ve hangi hücre tipinde hangi genlerin aktif olduğunu net olarak tanımladılar. Bunu yaparak, ARHGAP11B genini fark ettiler. Bu gen sadece insanlarda ve en yakın akrabalarımız olan Neandertallerde ve Denisova insanlarında  bulunuyor, ama şempanzelerde bulunmuyor. Bu gen, beyin kök hücrelerini daha büyük bir kök hücre havuzunu oluşturmak üzere tetikleyebiliyor. Bu sayede, beyin gelişimi esnasında daha fazla nöron oluşabiliyor ve serebrum genişleyebiliyor. Serebrum konuşma ve düşünme gibi bilişsel fonksiyonlardan sorumludur.

Wieland Huttner’ın araştırmacıları, gelişmekte olan insan serebrumundaki beyin kök hücrelerinin özel alt popülasyonlarını izole eden ve tanımlayan bir yöntem geliştirdiler. Bu güne kadar kimse bunu başaramamıştı. Bilim insanları öncelikle, cenin fare ve insan serebrum dokusundan farklı kök ve öncül hücre türü aldılar. Büyük ve kıvrımlı insan beyninin aksine, fare beyni küçük ve yumuşaktır. Araştırmacılar çeşitli hücre türlerinde aktif olan genleri karşılaştırdılar. Sadece insan beyninde mevcut olan ve beyin gelişiminde rol oynayan 56 gen tanımladılar. Wieland Huttner Laboratuarı’nda araştırmanın ana bölümünü yürüten doktora öğrencisi Marta Florio “ARHGAP11B geninin özellikle temel beyin kök hücrelerinde aktif olduğunu fark ettik. Evrim sırasında neokorteksin büyümesi için bu hücreler gerçekten çok önemlidir.” dedi.

İnsana özgü gen ayrıca farelerde de etkili oluyor
Araştırmanın ileri aşamalarında, araştırmacılar bu özel genin işlevi üzerine odaklandılar. İnsanlarda daha büyük bir beyin kök hücresi havuzu oluşumundan ve dolayısıyla da daha büyük bir serebrumdan sorumluysa, o zaman insana özgü bu gen daha küçük beyni olan bir farede de benzer gelişimi tetikleyebilir diye düşündü araştırmacılar. Bu geni fare embriyosunun içine koydular: İnsana özgü genin etkisi altında kalan fareler daha fazla beyin kök hücresi ve tüm vakaların yarısında, insan beynine özgü korteks kıvrım bile ürettiler. Tüm bu sonuçlar gösteriyor ki, ARHGAP11B geni, insan neokorteksinin evrimsel büyümesinde anahtar rol oynamaktadır.

beyin_bBu resim ilkel bir farenin serebral korteksini göstermekte. Hücre çekirdekleri mavi renkte gösteriliyor, daha alt katmanlardaki nöronlar ise kırmızı. İnsana özgü gen olan ARHGAP11B, beynin sağ tarafında neokortikal yüzeyin kıvrımı yanında gösteriliyor. MPI f. Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği

Leipzig Max Planc Enstitüsü Evrimsel Antropoloji bölümünden Svante Pääbo ve birlikte çalıştığı araştırmacılardan alınan veriler, ARHGAP11B geninin sadece insan genomunda değil, ayrıca Neandertal ve Denisova insanlarında da bulunduğunu doğrulamaktadır. Neandertallerin insanlarınkine benzer büyüklükte beyinleri vardı. Wieland Huttner şöyle özetliyor: “ARHGAP11B, temel beyin kök hücre havuzuna katkıda bulunan ve neokorteks kıvrımını tetikleyen ilk insana özgü gendir. Bu sayede evrimi takip etmede bir sonraki adıma geçebildik.”

Huttner’ın araştırma grubu uzun süredir insan beyni evriminin gizemleriyle ilgilenmekteler. Son yıllarda, araştırmacıları pek çok şey keşfettiler. Bu keşifler, büyük beyinin evrim esnasında nasıl gelişebildiğini anlamaya yardımcı oldu. Mesela 2010 yılında, beynin dış gelişim bölgelerinde yeni bir kök hücre çeşidi buldular.

Çeviren : Sıdıka ÖZEMRE
http://neurosciencenews.com/neural-stem-cells-arhgap11b-1812/

Check Also

Kurban’ı Oynamayı Bırak