Enam kui 500 000 aasta eest rändasid maamunal ringi nii neandertallaste kui ka nüüdisinimeste eellased. Just nüüdisinimese eellaste harus tekkis aga geenmutatsioon, mis suurendas järsult nende ajurakkude arvu. See omakorda võis anda aga neile neandertallase eellasega võrreldes eelise, vahendab Nature News.

Uuringuga mitte seotud California Ülikooli neuroloogi Anrold Kriegsteini sõnul on tegu üllatavalt olulise geeniga. Samas eeldab ta, et mutatsioon osutub üheks paljudest geneetilistest iseärasustest, mis andis nüüdisinimestele teiste inimlaste ees evolutsioonilise edumaa. 

Võtmerolli selle välja selgitamisel mängivad eri inimliikide genoomide võrdlemine. Neandertallase genoomi järjestasid teadlased esimest korda täielikult 2014. aastal. Nad tegid sealjuures genoomis kindlaks 96 kohta, kus erines see nüüdisinimeste omast vaid ühe DNA tähe võrra. See omakorda tähendas, et ka nende põhjal valmistatavad valgud said veidi erisugused. Sealt saadik ongi teadlased tegelenud põhjalikumalt nende aminohapete uurmisega.

Vaimse võimekuse eelis

Max Plancki molekulaarse rakubioloogia ja geneetika instituudi neuroteadlaste Anneline Pinsoni ja Wieland Huttneri jaoks paistis üks geen teiste seas eriliselt silma. Geen nimega TKTL1 kodeerib valku, mida valmistatakse loote aju arengu varases etapis.

Nüüdisinimesel asendus TKTL1 geenis tekkinud mutatsiooni toel üks DNA täht teisega. Selle tulemusel tekkis valk, mis erineb kõigi teiste inimlaste eellaste, neandertallaste ja muude primaatide samanimelisest valgust.

Töörühm kahtlustas, et just see valk võib panna ajurakkude eellasrakke loote aju arengu ajal vohama. Eriti rohkelt tekib ajurakke juurde ajukoores, mis mängib keskset rolli inimese vaimses võimekuses. Uurijad oletasid, et just see võis anda nüüdisinimestele teiste inimliikide ees eelise.

Oma oletuse proovilepanekuks siirdasid Pinson ja kolleegid hiire- ja tuhkruloodetele ajju inimese või inimese eellase versiooni TKTL1 geenist. Inimese geeniversiooniga loomadel tekkis ajurakkude eellasrakke märkimisväärselt rohkem. 

Kui teadlased muundasid inimloote ajukoorest võetud rakkude geene viisil, et need meenutaks nende eellaste geeniversiooni, leidsid nad, et loote koes tekkis eellasrakke ja ajurakke tavapärasest vähem. Sama nägid nad ka siis, kui teadlased siirdasid eellase versiooni TKTL1 geenist aju-organoididesse ehk inimese tüvirakkudest kasvatatud aju meenutavatesse miniorganitesse.

Ajumaht

Kivistised viitavad, et inimeste ja neandertallaste ajud olid kunagi mahult umbes sama suured. See tähendab, et nüüdisinimeste ajukoor on kas tihedam või moodustab ajust suurema osa. Wieland Huttneri ja Anneline Pinsoni sõnul üllatas neid, et nii väike geneetiline muutus neokorteksti arengut nii järsult muutis. Huttneri sõnul oli tegu tohutute tagajärgedega juhusliku muutusega.

Uuringuga mitte seotud California Ülikooli neuroteadlane Alysson Muotri jääb leiu suhtes umbusklikumaks. Tema sõnul käituvad erinevad rakuliinid organoidideks vormituna erinevalt. Ta sooviks näha katsetusi, kus TKTL1 geeni eellasversioon siirataks rohkematesse inimrakkudesse. 

Samuti osutas Muotri, et uues töös võrreldi algset neandertallase genoomi tänapäevase eurooplase omaga. Samas võivad muu maailma inimasurkonnad samuti neandertallastega mõningaid geenivariante jagada. Pinsoni sõnul esineb neandertallaste versioon TKTL1 geenist nüüdisinimestel väga harva. Ta lisas, et pole teada, kas see geen põhjustab ka mingeid haigusi või vaimse võimekuse erinevusi.

Ainus võimalus tõestada, kas geen vaimset võimekust otseselt mõjutab, võiks Huttneri sõnul geneetiliselt muuta hiiri ja tuhkruid, kellel oleks geenist kindlasti just inimese versioon. Samuti tuleks tema sõnul võrrelda nende näriliste käitumist eellase geeniversiooni kandvate loomade omaga. Pinsoni sõnul plaanib ta edaspidi uurida põhjalikumalt mehhanisme, millega kaudu TKTL1 ajurakkude teket mõjutab.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.