Oamenii de știință vorbesc despre un mister: Cineva sau ceva a intervenit în creația speciei umane, acum 2 milioane de ani

Cercetătorii de la Institutul Gladstone de Știință a Datelor și Biotehnologie din SUA au lansat un studiu amplu pentru a clarifica momentul în care specia umană s-a separat de evoluția animalelor, dezvoltând conștiința și luciditatea. Cine a influențat evoluția creierului uman acum 2 milioane de ani?

Mamiferele au în comun o varietate de astfel de secvențe de ADN care au rămas neatinse timp de milioane de ani. Oamenii sunt o excepție ciudată de la această realitate. Dintr-un motiv încă neelucidat, creierul oamenilor s-a modificat fundamental acum peste 2 milioane de ani. Creierele Homo Sapiens s-au extins în cele din urmă de la o medie de 650 de centimetri cubi acum 2 milioane de ani la aproximativ 1.500 cm cubi în urmă cu aproximativ 10.000 de ani, chiar înainte de de Revoluția Agricolă din Neolitic. Pentru cercetători, dublarea creierului oamenilor rămâne un adevărat mister.

Deoarece suntem singura specie la care creierul a fost rescris în unele zone, ele sunt numite „regiuni accelerate umane” (sau HAR). Mai mult, oamenii de știință cred că cel puțin unele HAR ar putea fi la originea multor calități care îi diferențiază pe oameni de rudele lor apropiate, precum cimpanzeii. Condusă de biologul computațional Katie Pollard, director al Institutului Gladstone de Știință a Datelor și Biotehnologie din SUA, o echipă de cercetători a identificat HAR-urile în urmă cu aproape două decenii, în timp ce a comparat genomurile umane și ale cimpanzeilor.

Într-un nou studiu, publicat în revista Science, echipa lui Pollard a descoperit că plierea 3D a ADN-ului uman în nucleu este un factor cheie în acest moment crucial pentru specia noastră.

Imaginați-vă o bucată de ADN de la ultimul nostru strămoș comun cu cimpanzeii ca o eșarfă lungă înfășurată în jurul gâtului, cu dungi de diferite culori care îi traversează țesătura pe toată lungimea sa. Acum, imaginați-vă că cineva a încercat să facă exact aceeași eșarfă, dar nu a respectat întocmai modelul original. Unele dungi sunt mai înguste, altele mai late, iar unele prezintă culorile într-o ordine diferită față de original. Când înfășurați noua eșarfă în jurul gâtului în același mod ca și originalul, dungile care stau una lângă alta în buclă nu mai sunt aceleași.

Ca și în cazul acestei eșarfe, o mare diferență între ADN-ul uman și cel al cimpanzeilor este structurală: bucăți mari din elementele constitutive ale ADN-ului au fost inserate, șterse sau rearanjate în genomul uman. Astfel, ADN-ul uman se pliază diferit în nucleu în comparație cu ADN-ul altor primate.

Echipa lui Pollard a investigat dacă aceste modificări structurale ale ADN-ului uman și plierea sa modificată în 3D ar fi putut duce la „deturnarea” anumitor gene din cadrul HAR-urilor, legându-le de gene care codifică proteine diferite de cele la care au fost aplicate inițial. Multe gene din cadrul HAR-urilor sunt legate de alte gene, acționând ca potențatori (ceea ce înseamnă că acestea cresc transcrierea genei/genelor legate). Într-un experiment care a comparat ADN-ul din celulele stem umane și cimpanzee în creștere, o treime din HAR-urile identificate au fost transcrise în mod specific în timpul dezvoltării neocortexului uman.

Multe HAR-uri joacă un rol în dezvoltarea embrionară, în special în formarea căilor neuronale asociate cu inteligența, cititul, abilitățile sociale, memoria, atenția și concentrarea – trăsături despre care știm că sunt net diferite la oameni față de alte animale. În HAR-uri, este posibil ca aceste gene potențatoare, neschimbate timp de milioane de ani, să fi trebuit să se adapteze la genele lor țintă și la domeniile de reglementare diferite.

Nu înțelegem încă exact cum anume aceste modificări au influențat aspecte specifice ale dezvoltării creierului nostru și cum au devenit parte integrantă din ADN-ul speciei noastre. Pollard și echipa sa plănuiesc deja să aprofundeze aceste întrebări.