Неандертальцы — представители рода людей, жившие примерно с 500 000 до 11 700 лет назад и скрещивавшиеся с Homo sapiens. Их мозг были почти таким же большим, как наш, но антропологи считают, что функционировал он иначе, потому что за тысячи лет существования неандертальцы не развили таких сложных технологий и такого мастерства, как люди.
Нейробиологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего сравнили геном современного человека с геномами неандертальцев и денисовцев, реконструировав их из найденных археологами костей. Они обнаружили 61 ген, которыми отличались современные люди от своих древних сородичей, рассказывает Science.
Затем ученые применили CRISPR, инструмент генного редактирования, на стволовых клетках, полученных из клеток кожи человека. Они модифицировали ген NOVA1, регулирующий активность других генов во время раннего развития мозга, в неандертальский вариант NOVA1. После чего вырастили небольшие группы мозговых клеток, или органоидов, с этим геном и без него, и сравнили их.
Оказалось, что изменение всего одного гена повлияло на рост, внешний вид и электрическую активность органоидов. Модифицированные клетки росли быстрее и развивались в неравномерные, сложные структуры вместо гладких. Электрическая активность возникала быстрее, а синапсы зависели от слегка других версий и взаимодействий белков. Более того, электрические импульсы были не такими синхронизированными, как у современных клеток мозга человека.
Разумеется, это всего лишь органоиды, то есть мозг на самом раннем этапе развития, и трудно понять, как изменения одной аминокислоты в одном белке могли бы проявиться в более зрелом мозге. Однако ученые намерены продолжить изыскания в этом направлении и собираются заняться остальными 60 вариантами архаичных генов.
Многие из современных людей обладают древним генетическим кодом, так называемым геном неандертальцев. У европейцев он может достигать 4% от общего объема ДНК. Появились доказательства, что этот ген повышает риск серьезных осложнений в результате заражения коронавирусом в два или даже четыре раза.
