Inimeste pärilikkusaine paisutab hiirte aju ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Kimäärhiire embrüo.
Kimäärhiire embrüo. Autor/allikas: Duke'i ülikool

Inimesed ja šimpansid on geneetiliselt äärmiselt sarnased. Sellele vaatamata võib näiteks nende vaimses võimekuses näha olulist erisust. Kimääridest hiirtega tehtud katsed näitavad nüüd, et näriliste aju paisub inimeste pärilikkusaine toel rohkem, kui šimpansite sama rolli täitva geenide avaldumist mõjutava DNA lõigu toimel.

Šimpansite ja inimeste eellaste teed läksid lahku umbes kuue miljoni aasta eest. Sellest ajast saati on suutnud inimesed jõuda muu hulgas kirjakeele, matemaatika kui mitmete nendel põhinevate tehnoloogiateni, näiteks DNA järjestamist võimaldavate masinateni. Samad masinad annavad aimu sellest, miks suudavad neid ehitada vaid inimesed. Vaatamata sellele, et inimeste ja šimpansite pärilikkusaine järjestused kattuvad tervelt 96-99 protsendi ulatuses.

Genotüüpide täieliku järjestamisega on suudetud tänaseks leida mitmeid piirkondi (HAR), mis on eristunud kahel liigil kiiremini kui genoom tervikuna. Seejuures on kindlaks tehtud, et neist osade näol on tegu võimendajatega. Pärilikkusaine lõikudega, mis sisaldavad geene, mille ülesandeks on reguleerida teiste geenide avaldumist. Nõnda on ahvatlev arvata, et erisusteni on suuresti viinud just nimetatud piirkonnad. Praktikas pole vastavate pärilikkusaine mõju kontrollimine aga niivõrd sirgjooneline.

Lomax Boyd Duke'i ülikoolist otsustas kolleegidega keskenduda HARE-8'na tuntud piirkonnale, mis näib reguleerivat ajus avalduvate geenide aktiivsust. Inimeste ja šimpansite vastav pärilikkusaine lõik erineb 16 nukleotiidi võrra. Boydi töörühm täiendas vastavate lõikudega hiirte genotüüpi, muutes nad sellega geenitasandil kimäärideks. Katsetest selgus, et täiendus viis ka nähtavate muutusteni. Kuigi hiirtele ei kasvanud inim- või šimpansipead, olid inimese pärilikkusainega täiendatud hiirte ajud tavapärasest 12 protsendi võrra suuremad.

Tehtud lisandus näis ergutavat tüvirakkude pooldumiskiirust, mis küpsesid edasi neuroniteks. Kui tavaliselt jaguneb iga vastav rakk 12 tunniga, siis inimeste pärilikkusainet sisaldavate kimäärhiirte tüvirakkudel kulus selleks vaid üheksa tundi. Nõnda ongi fikseeritud ajaperioodi lõppedes inimeste pärilikkusainega täiendatud kimäärhiirte ajud suuremad.

HARE-8 osaluse kontrollimiseks sidusid nad selle aktiivsuse geeniga, mis vastutas sinaka värvaine tootmise eest. Värvaine olemasolu alusel sai tuvastada, millistes hiirteembrüo rakkudes olid HARE-8 piirkond ise aktiivne.

Kuna töörühmal ei läinud korda analoogset hiire geenilõiku otseselt asendada, vaid tegu oli pigem täiendusega, võis nähtu olla tingitud lihtsast sellest, et hiirte genotüübis leidus sarnast reguleerivat rolli täitvatest geenidest mitu koopiat. Ent sellele vaatamata annab šimpansi ja inimese pärilikkusainet sisaldava genotüübiga hiirte aju arengus nähtav vahe mõista, et geenilõikudes nähtavatest erisustest piisab organi arengu oluliseks mõjutamiseks.

Järgmise sammuna plaanib töörühm teha katseid, milles pannakse proovile kimäärhiirte vaimne võimekus, et teada saada, kas inimeste DNA-d kandvad hiired on tõepoolest nupukamad.

Uurimus ilmus ajakirjas Current Biology.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: