Warum Gehirne von Primaten so groß werden

Das menschliche Gehirn hat in der Evolution eine rasche Expansion erfahren, seit sich der Mensch von anderen Menschenaffen unterscheidet, aber der Mechanismus dieser humanspezifischen Vergrößerung ist noch unbekannt. Benito-Kwiecinski et al. (2021) nutzten zerebrale Organoide, die aus menschlichen, Gorilla- und Schimpansenzellen stammen, um jene Entwicklungsmechanismen zu untersuchen, die die evolutionäre Expansion des Gehirns vorangetrieben haben. Es zeigte sich, dass die neuroepitheliale Differenzierung bei Affen ein langwieriger Prozess ist, der einen bisher noch nicht bekannten Übergangszustand einschließt, der durch eine Veränderung der Zellform gekennzeichnet ist. In den Untersuchungen konnte man auch zeigen, dass menschliche Organoide aufgrund einer Verzögerung dieses Übergangs größer sind, was mit Unterschieden in der interkinetischen Kernwanderung und der Zellzykluslänge einhergeht. Eine vergleichende RNA-Sequenzierung zeigte Unterschiede in der Expressionsdynamik von Zellmorphogenese-Faktoren, einschließlich ZEB2, einem bekannten Regulator des epithelial-mesenchymalen Übergangs. Die komplexe Natur des ZEB2, sowohl auf genetischer als auch auf Proteinebene, unterstreicht seine multifunktionalen Eigenschaften, wobei es in der Lage ist, einzeln oder als Teil eines transkriptionellen Komplexes zu agieren, um die Expression von Zielgenen zu unterdrücken und gelegentlich zu aktivieren. So konnte man nun nachweisen, dass ZEB2 den neuroepithelialen Übergang fördert und seine Manipulation und nachgeschaltete Signalisierung zum Erwerb der Architektur des Menschenaffen im menschlichen Kontext und umgekehrt führt, wodurch eine wichtige Rolle für die neuroepitheliale Zellform in der menschlichen Gehirnexpansion etabliert wird.

Literatur

Benito-Kwiecinski, Silvia, Giandomenico, Stefano L., Sutcliffe, Magdalena, Riis, Erlend S., Freire-Pritchett, Paula, Kelava, Iva, Wunderlich, Stephanie, Martin, Ulrich, Wray, Gregory A., McDole, Kate & Lancaster, Madeline A. (2021). An early cell shape transition drives evolutionary expansion of the human forebrain. Cell, doi:10.1016/j.cell.2021.02.050.
https://en.wikipedia.org/wiki/ZEB2 (21-03-12)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26193487/ (21-03-12)


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