محققان به‌تازگی 139 ژن را یافته اند که در بین نخستی‌ها مشترک است اما فعالیت آنها در مغز انسان بسیار متفاوت است.
به گزارش تکناک، یک گروه بین المللی به رهبری محققان دانشگاه تورنتو بیش از 100 ژن را کشف کرده اند که در مغز پستانداران مشترک است اما تنها در انسان دچار واگرایی تکاملی شده است و می تواند منبعی از توانایی شناختی منحصر به فرد ما باشد.
محققان به سرپرستی دانشیار جسی گیلیس از مرکز تحقیقات سلولی و بیومولکولی دانلی و گروه فیزیولوژی دانشکده پزشکی دانشگاه تی، کشف کردند که این ژن‌ها در مغز انسان‌ها در مقایسه با چهار تن از اجداد ما، به شکلی متفاوت فعال می‌شوند. این اجداد شامل: شامپانزه ها، گوریل ها، ماکاک ها و مارموست ها هستند.
یافته‌های منتشر شده در مجله Nature Ecology & Evolution نشان می‌دهد که کاهش فشار انتخابی یا تحمل جهش‌های از دست دادن عملکرد، ممکن است به ژن‌ها اجازه دهد سطح بالاتری از ظرفیت شناختی را به خود اختصاص دهند.
این مطالعه بخشی از Human Cell Atlas است که یک ابتکار جهانی برای نقشه برداری از تمام سلول های انسانی به‌منظور درک بهتر سلامت و بیماری است.
مطالعه تطبیقی مغز نخستی ها
گیلیس می‌گوید: این تحقیق به درک ما از تفاوت‌های مغز بین انسان‌ها و دیگر پستانداران در سطح سلولی کمک می‌کند، اما همچنین منجر به ایجاد پایگاه داده‌ای شد که می‌توان از آن برای توصیف بیشتر شباهت‌ها و تفاوت‌های ژنتیکی بین پستانداران استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی که شامل محققان آزمایشگاه Cold Spring Harbor و موسسه علوم مغز آلن در ایالات متحده است، بر اساس تجزیه و تحلیل تک سلولی، یک نقشه مغزی برای هر گونه پستاندار ایجاد کردند که روشی نسبتاً جدید است که توالی ژنتیکی خاص تری را نسبت به روش های استاندارد امکان پذیر می کند. آنها از مجموعه داده های شبکه سرشماری سلولی ابتکاری مغز (BICCN) که از نمونه های گرفته شده از شکنج گیجگاهی میانی مغز ایجاد شده بود، استفاده کردند.
بینش در مورد تکامل شناختی
در مجموع، محققان 139 ژن را پیدا کردند که در بین گروه‌های پستانداران مشترک هستند، اما فعالیت آنها در مغز انسان بسیار متفاوت است. این ژن‌ها توانایی قوی‌تری برای مقاومت در برابر جهش‌ها بدون تأثیرگذاری بر عملکردشان نشان دادند، که این مسئله نشان می‌دهد ممکن است تحت فشار انتخابی آرام‌تر تکامل یافته باشند.
همسینی سورش، نویسنده اول این مطالعه گفت: ژن‌هایی که در انسان‌ها از هم جدا شده‌اند، باید تغییرات را تحمل کنند. این حالت به عنوان تحمل جهش های از دست دادن عملکرد ظاهر می شود و به نظر می رسد اجازه می دهد تا تغییرات سریع تکاملی در مغز انسان ایجاد شود.
عملکرد شناختی بالاتر ما ممکن است ناشی از تکامل تطبیقی سلول‌های مغز انسان به تعداد زیادی جهش کمتر تهدید کننده در طول زمان باشد. همچنین شایان ذکر است که حدود یک چهارم ژن‌های واگرا شناسایی شده از انسان، با اختلالات مغزی مختلف مرتبط هستند.
انواع سلول های مغز و فعالیت ژن
ژن‌های واگرا که محققان شناسایی کردند، در 57 نوع سلول مغز یافت می‌شوند که بر اساس نورون‌های بازدارنده، نورون‌های تحریک‌کننده و غیر نورون‌ها دسته‌بندی می‌شوند. یک چهارم از ژن‌ها فقط در سلول‌های عصبی که ماده خاکستری نامیده می‌شوند، به‌شکلی متفاوت فعال می‌شوند و نیمی از آنها فقط در سلول‌های گلیال که ماده سفید هستند، فعالیت متفاوتی داشتند.
ماده خاکستری در مغز از نورون ها تشکیل شده است، در حالی که ماده سفید از انواع سلول های دیگر از جمله سلول هایی که مسئول عروق و عملکرد سیستم ایمنی هستند، تشکیل شده است.
گسترش اطلس سلول انسان
این مطالعه بخشی از ابتکار BICCN برای شناسایی و فهرست‌بندی انواع سلول‌های مختلف در مغز انسان‌ها و گونه‌های دیگر است. در سال 2021، کنسرسیوم یک سرشماری جامع از انواع سلول در قشر حرکتی اولیه موش، میمون و انسان در مجله Nature منتشر کرد. این ابتکار با مطالعه انتقال عصبی و ارتباطات با بهترین وضوح، تکامل مغز را نشان می‌دهد.
مطالعات تکاملی و بیماری
سورش گفت: حدود 570 هزار سلول در اطلس تک سلولی متقابل اولیای شکنج میانی گیجگاهی وجود دارد. تعریف فهرستی از انواع سلول های مشترک در این ناحیه از مغز، چارچوبی را برای کاوش در حفظ و واگرایی ساختار سلولی در سراسر تکامل پستانداران فراهم می کند. ما می توانیم از اطلاعات به دست آمده برای مطالعه تکامل و بیماری به روشی هدفمندتر استفاده کنیم.
