Co odlišuje náš mozek od šimpanzího? Vědci našli odpověď v „odpadní“ DNA
Lidská DNA se z více než 98 procent shoduje s tou šimpanzí. Přesto však oněch 1,44 procenta, v nichž se lišíme, vedlo k tomu, že člověk ovládl planetu, zatímco jeho nejbližší příbuzný přežívá ve zbytcích pralesů a zoologických zahradách. Vědci ze švédské univerzity v Lundu nyní přišli s výzkumem, který vrhá více světla na to, proč jsme tak jiní. Vysvětlení může spočívat v doposud přehlížené části naší DNA, takzvané nekódující, o níž se dlouho myslelo, že je pouze odpadní a nemá žádnou funkci.
Vývojová linie člověka a šimpanze se rozešla zhruba před šesti miliony let. Naše DNA se tak z velké části s naším nejbližším příbuzným shoduje. Výzkum publikovaný v časopise Cell Stem Cell ale odhaluje, že takzvaná nekódující DNA, které se také říká odpadní (junk DNA), stojí za tím, proč naše mozky fungují odlišně.
Odborníci ze švédského Lundu se v nové studii zaměřili na to, co v naší DNA zapříčiňuje, že je mozek šimpanze a člověka jiný. „Místo toho, abychom studovali živé lidi a šimpanze, jsme použili kmenové buňky vypěstované v laboratoři. Ty naši kolegové v Německu, USA a Japonsku přeprogramovali z buněk kožních. My jsme pak vypěstovali mozkové buňky, které jsme zkoumali,“ vysvětluje profesor neurověd z Lundské univerzity Johan Jakobsson, který výzkum vedl.
Za použití kmenových buněk tak vědci vypěstovali mozkové buňky šimpanzů i lidí, které pak srovnávali. Zjistili přitom, že lidé a šimpanzi užívají část své DNA rozdílným způsobem, což může hrát důležitou roli ve vývoji našich mozků.
„Část naší DNA identifikovaná jako rozdílná byla neočekávaná. Šlo o takzvanou strukturální variantu DNA, která byla dříve nazývána odpadní – dlouhé, opakující se vlákno, o kterém se dlouho myslelo, že nemá žádnou funkci. Dříve vědci hledali odpovědi v části DNA, kde jsou geny zodpovídající za tvorbu proteinů, ty však tvoří pouze dvě procenta celé naší DNA. Zkoumali přitom samotné proteiny a hledali příklady odlišností,“ popisuje Jakobsson.
Mohlo by vás zajímat
Nová zjištění však naznačují, že rozdíly zřejmě leží mimo proteiny kódující geny, tedy v části dřív označované za odpadní DNA.
„Podle toho by základem evoluce lidského mozku byly genetické mechanizmy, které jsou zřejmě mnohem komplexnější, než se dříve myslelo, protože se předpokládalo, že odpovědi leží jen v oněch dvou procentech DNA. Naše výsledky naznačují, že významných pro vývoj mozku je místo toho možná oněch 98 procent. Je to překvapivé zjištění,“ konstatuje Johan Jakobsson.
Co dělá lidi lidmi?
Technologie, kterou využili švédští odborníci, je převratná a umožnila takovýto typ výzkumu – bez ní by totiž nebylo možné studovat rozdíly mezi lidmi a šimpanzi eticky obhajitelnými metodami. Kde má tento postup kořeny? Japonský vědec Shinya Yamanaka odhalil, že specializované buňky mohou být reprogramovány a vypěstovány do všech možných typů tkání, včetně těch mozkových. Za tento objev pak dostal v roce 2012 Nobelovou cenou za fyziologii a lékařství.
Vědci mají hned několik důvodů, proč studovat rozdíly v genetice lidí a šimpanzů. „Věřím, že mozek je klíčem k pochopení, co dělá lidi lidmi. Jak došlo k tomu, že lidé mohou používat mozek takovým způsobem, že dokážou vybudovat společnost, učit svoje děti a vyvinout pokročilé technologie?“ pozastavuje se Jakobsson.
Zároveň věří, že v budoucnu mohou nové poznatky z genetického hlediska přispět k rozlousknutí otázek ohledně psychiatrických onemocnění jako schizofrenie, která se dost možná vyskytují pouze u člověka.
„Než ale toho bodu dosáhneme, musíme ještě ujít dlouhou cestu – místo toho, abychom se soustředili na dvě procenta kódující DNA, budeme možná nuceni podrobněji prozkoumat celých sto procent. Což je pro výzkum podstatně těžší úkol,“ dodává Jakobsson.
–mk–
Michaela Koubová
