Ljudski mozak nije poseban zbog gena nego zbog prekidača koji ih pale

Istraživači iz Dresdena uzgojili su moždane organoide iz matičnih stanica čovjeka, čimpanze i gorile i otkrili da razlika između ljudskog i majmunskog mozga nije u genima, nego u prekidačima koji te gene pale i gase.

Tim predvođen profesoricom Mareike Albert s Tehnološkog sveučilišta u Dresdenu usporedio je rane faze razvoja mozga kod tri vrste. Rezultat je objavljen u časopisu Nature Communications, a poanta je jednostavna: ljudski i majmunski genom gotovo su identični, no način na koji se koriste nije.

Isti alat, drugačije postavke

Ljudski kodirajući genom poklapa se s čimpanzinim i gorilinim 98 do 99 posto. Ta sličnost godinama je zbunjivala znanstvenike koji su tražili „ljudske gene” odgovorne za velik mozak. Pokazalo se da ih ne treba tražiti u novim genima.

Istraživači su analizirali aktivnost gena u neuralnim matičnim stanicama organoida i pronašli gotovo 600 genetskih prekidača koji su aktivniji u ljudskim stanicama nego u čimpanzinim i gorilinim. Ti prekidači, kratki odsječci DNK, ponašaju se kao regulatori jakosti — pojačavaju ili prigušuju rad pojedinog gena.

Mnogi od tih prekidača upravljaju genima koji oblikuju stanicu, posebno onima koji joj pomažu izrasti dugačke, razgranate izdanke. Kad su znanstvenici isključili dva takva gena u ljudskim organoidima, matične stanice izgubile su grananje, a u jednom slučaju proizvele su manje neurona.

To se poklapa s ranijim nalazima: razgranatije matične stanice primaju više signala iz okoline, češće se dijele i stvaraju više neurona. Više neurona znači veći mozak. Ljudski neokorteks, dio zadužen za apstraktno mišljenje, dugoročno planiranje i govor, upravo je zato toliko veći od majmunskog.

Zašto se ovo nije moglo istražiti dosad

Razvoj mozga velikih majmuna dosad je bio praktički nedostupan za istraživanje. Čimpanze i gorile su ugrožene i strogo zaštićene, pa uzimanje tkiva iz njihovih mozgova u razvoju nije dolazilo u obzir — i to s pravom.

Organoidi su zaobišli taj zid. To su sitne trodimenzionalne strukture uzgojene iz matičnih stanica koje oponašaju tkivo mozga u razvoju. Albert ih opisuje kao prozor u fazu razvoja koja se inače ne može proučavati.

„Nisu nužno različiti geni ti koji ljudski mozak čine posebnim. Kako gotovo identični genomi pokazuju, koristimo uglavnom isti alat kao majmuni, samo s drugačijim postavkama”, rekla je Albert.

Pitanje koje studija nije postavila

Ovdje se otvara stvar koju istraživanje ne dotiče, a koja je važnija od same biologije: ako je razlika između ljudskog i majmunskog mozga samo u postavkama istog alata, koliko je onda opravdano granicu između vrsta graditi na nečemu što je pitanje stupnja, a ne vrste?

To nije akademska sitnica. Iz iste znanosti o razvoju mozga izrasla je i cijela industrija organoida — od istraživanja do najave „mozgova u tanjuru” za testiranje lijekova. Tko kontrolira te stanice, pod čijim etičkim nadzorom rastu i kome pripada tkivo uzgojeno iz ljudskih matičnih stanica, pitanja su koja se rješavaju daleko od laboratorija u Dresdenu.

Studija je vrijedna jer ruši mit o „genu za ljudskost”. Nema jednog gena koji nas čini ljudima; postoji skup prekidača koji zajednički alat koristi na drugačiji način. To je zanimljivije od bilo koje senzacije o „ljudskom mozgu u epruveti”.

Ali ista ta spoznaja otvara prostor za tehnologije koje će se razvijati brže od bilo kakve javne rasprave. Ako se razvoj ljudskog mozga može dijelom modelirati u laboratoriju, onda se može i ciljano usmjeravati. Pitanje nije hoće li se to dogoditi, nego hoće li o tome odlučivati nacionalne države ili konzorciji koji financiraju laboratorije.

Organoidi su prozor. Pitanje je samo tko će ga držati otvorenim i u kojem smjeru gledati.