Menschliches Erbgut lässt das Gehirn dieser Embryo-Maus wachsen. (Bild: Duke University/ Silver Lab)
Wissenschaftler aus den USA haben menschliches Erbgut in Mäuse eingepflanzt, um die Besonderheiten des menschlichen Gehirns besser nachvollziehen zu können. Das Ergebnis: Ein deutlich größeres Gehirn.
Das Forscherteam um Debra Silver von der Duke Universität im US-Bundesstaat North Carolina wagte einen besonderen Versuch: So wurden DNA-Abschnitte in Mäuse eingepflanzt, um zu erklären was das menschliche Gehirn so besonders macht. Vergleicht man nämlich das Erbgut von Mensch und Schimpanse, stellt sich eine 99-prozentige Übereinstimmung heraus. Trotzdem haben Menschen ein deutlich größeres Gehirn entwickelt, mit dem sie zum Beispiel Matheaufgaben lösen und Sprachen lernen können.
Das Forscherteam hat nun Gendatenbanken nach Unterschieden im Schimpansen- und Menschenerbgut durchsucht, die das embryonale Gehirnwachstum beeinflussen. Sie fanden 16 Unterschiede zwischen Mensch und Schimpanse. Also testeten sie die Auswirkungen der Abweichungen auf die Hirnentwicklung, in dem sie diese DNA-Abschnitte in das Erbgut von Mäusen einpflanzten. Daraufhin wuchsen den Mäuse-Embryonen ein zwölf Prozent größeres Gehirn als denen mit der Schimpansen-DNA. Der Unterschied war so groß, dass man ihn mit bloßem Auge erkennen konnte, berichten die Forscher. Betroffen von der Vergrößerung war vor allem der Neocortex, in dem Sprache und logisches Denken gesteuert werden.
Die Unterschiede zwischen der menschlichen und der Schimpansen-Entwicklung könnten zwei Gründe haben: Zum einen verdeutlicht der Versuch, dass das menschliche Erbgut früher in der Embryonalentwicklung aktiv wird, berichten Silver und Kollegen im Fachmagazin „Current Biology“. Zum anderen werden die Hirnwachstumsgene im Menschen offenbar häufiger abgelesen als im Schimpansen.
Quelle: https://de.nachrichten.yahoo.com/menschliches-gehirn-in-m%C3%A4use-embryo-163555837.html
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Menschen wachsen größere Gehirne als Schimpansen. Warum das so ist, haben Forscher in einem verrückten Experiment getestet. Sie pflanzten Mäusen DNA-Teile von beiden Primaten-Arten ein und beobachteten, wie sich das Hirn entwickelte.
Was passiert, wenn man Teile menschlichen Erbguts in Mäuse einpflanzt? Sie bekommen ein riesiges Gehirn – zumindest, wenn man die richtigen DNA-Abschnitte einbaut. Was nach einem makaberen Forscherspaß klingt, hat einen seriösen Hintergrund. Der Versuch soll helfen zu klären, was das menschliche Gehirn besonders macht und wie es sich von dem des Schimpansen unterscheidet.
Obwohl das Erbgut von Mensch und Schimpanse zu etwa 99 Prozent identisch ist, haben Menschen deutlich größere Hirne entwickelt. So konnten wir lernen, abstrakte Sprachen zu verwenden oder komplexe Matheaufgaben zu lösen.
Debra Silver von der Duke University Medical School und Kollegen haben nun Gendatenbanken nach Unterschieden im Schimpansen- und Menschenerbgut durchsucht, die das embryonale Gehirnwachstum beeinflussen. Im Fokus standen dabei winzige DNA-Abschnitten, die bestimmen, wie oft bestimmte Gene abgelesen werden.
Zwölf Prozent größeres Gehirn
In einem solchen Gen-Steuerelement, das sie HARE5 tauften, fanden die Wissenschaftler 16 Unterschiede zwischen Mensch und Schimpanse. Also testeten sie die Auswirkungen der Abweichungen auf die Hirnentwicklung im lebenden Organismus. Sie schleusten HARE5 aus dem Menschen und dem Schimpansen in das Erbgut von Mäusen ein. Daraufhin wuchsen den Mäuse-Embryonen deutlich größere
HARE5 beeinflusste die Gehirnentwicklung dabei, abhängig von der Spezies, aus dem es stammte: Den Mäusen mit menschlichen DNA-Stücken wuchs ein zwölf Prozent größeres Gehirn als denen mit der Schimpansen-Version. Der Unterschied war so groß, dass man ihn mit bloßem Auge erkennen konnte, berichten die Forscher. Betroffen von der Vergrößerung war vor allem der Neocortex, in dem etwa Sprache und logisches Denken gesteuert werden.
Schnellere Entwicklung, mehr Nervenzellen
Die Unterschiede zwischen menschlicher und Schimpansen-Entwicklung könnten zwei Gründe haben. Zum einen zeigte der Versuch, dass das menschliche HARE5 früher in der Embryonalentwicklung aktiv wird, berichten Silver und Kollegen im Fachmagazin „Current Biology“. Zum anderen werden die durch HARE5 gesteuerten Hirnwachstumsgene im Menschen offenbar häufiger abgelesen als im Schimpansen.
„Interessant ist, dass die unterschiedlichen Aktivitäten in einer Phase festgestellt wurden, in der sich die Vorläuferzellen der Nervenzellen vermehren, kurz bevor sie zu echten Neuronen werden“, sagt Silver. Unter dem Einfluss von dem aktiveren menschlichen HARE5 reiften die Zellen schneller heran, sodass die Mäuse später mehr Nervenzellen hatten.
„Ich glaube, wir kratzen gerade erst an der Oberfläche“, sagt Silver. „Wir haben noch einige weitere DNA-Abschnitte gefunden, die uns helfen können, die Besonderheit des menschlichen Gehirns besser zu verstehen.“ Als Nächstes wollen die Forscher beobachten, wie sich das Gehirn der manipulierten Mäuse entwickelt, wenn sie erwachsen werden.
Quelle: http://www.gmx.at/magazine/wissen/forscher-schaffen-maus-mitriesenhirn-30466554
Research:
Our laboratory uses genetic and cell biological approaches to understand normal development and human disease. Specifically, our studies aim to elucidate the genetic and cell biological mechanisms of stem cells, neural development, and neurodevelopmental disorders.
Precise control of stem cells during development helps dictate the size, structure, and function of different organs of our body, including the adult brain. As evidence of this, genes essential for neural stem cell division are associated with reduced brain size in humans (microcephaly). However, the genes that regulate stem cell division remain poorly understood, as do mechanistic explanations of how aberrant division causes microcephaly. Our goal is to help fill this void by uncovering new genes important for stem cell division and brain development.
In previous studies utilizing a forward genetic screen in mice, we identified a requirement for Magoh, a component of an RNA binding complex, for proper brain size, asymmetric cell division, genomic stability, and neural stem cell function. Future projects in our laboratory will build upon these findings to ask several questions, including the following: How does Magoh regulate neural stem cell division and what are its critical binding partners during brain development? What is the role of mRNA metabolism in neural stem cells? What additional genes regulate these processes and influence neurodevelopmental diseases such as microcephaly?
Our approach employs a repertoire of genetic and cell biological tools including mouse genetics, cell culture, microscopy, biochemistry, and genomics. Using this combination of in vivo and in vitro studies allows us to gain mechanistic insights both at a molecular and organismal level. Our long-term objective is that these approaches help broaden our fundamental understanding of both basic and translational problems ranging from how cells divide to the etiology of developmental diseases and cancers.
Quelle: http://mgm.duke.edu/faculty/silver/
Übersetzung hier:
Gruß an die Hybriden
Wo bleibt der entsetzte Aufschrei der Ethikkommissionen??
TA KI
