چند تفاوت آمینواسیدی محدود ممکن است منجر به تغییر عملکردی زیادی بین مغز انسان‌های مدرن و نئاندرتال‌ها شده باشد
در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های فناوری‌های زیستی به دانشمندان این امکان را داد که DNA استخراج‌شده از بقایای باستانی موجودات را بتوانند توالی‌یابی کنند و به اطلاعات دقیقی برای بررسی شباهت‌ها و تفاوت‌های ژنوم نئاندرتال‌ها با ژنوم ما برسند.
همچنین دانشمندان حدود 100 اسید آمینه متفاوت – ترکیباتی که پروتئین‌ها را می‌سازند – را شناسایی کرده‌ایم که در طی روند تمایز انسان‌های امروزی از شاخه نئاندرتال‌ها و پسرعموی نزدیک دیگر ما به نام دنیسووان‌ها، شناسایی کرده‌اند.
با این همه مشخص نبود که این اسید آمینه‌های متفاوت، چه تفاوت عملکردی کلیدی ایجاد کرده‌اند.
شش مورد از جایگزین‌های شناسایی‌شده در پروتئین‌هایی وجود دارد که در توزیع کروموزوم‌ها در طول تقسیم سلولی نقش دارند.
تیمی از محققان به رهبری فیلیپه مورا-برمودز، ژنتیک‌دان از مؤسسه زیست‌شناسی سلولی مولکولی و ژنتیک ماکس پلانک در آلمان، آزمایش‌هایی را انجام دادند تا ببینند آیا می‌توانند نقش این تغییرات اسید آمینه‌ای را در رشد نئوکورتکس شناسایی کنند یا خیر.
محققان با استفاده از CRISPR Cas-9، آن اسید‌های آمینه را جایگزین آمینو اسید‌های موجود در انسان در موش کردند تا ببینند تغییر ایجاد شده چه تغییری در رشد مغز آنها ایجاد می‌کند.
کار دیگر آنها این بود که با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی انسان، مغزهای کوچک یا شبه‌ارگان‌های مغزی بسازند و و آمینو اسید‌های انسان مدرن را با انواع نئاندرتال/موش/میمون جایگزین کنند.
نتایج قابل توجه و شگفت‌انگیز بود:
دانشمندان دریافتند که که سه اسید آمینه انسان مدرن باعث متافاز طولانی‌تر می‌شوند. متافاز مرحله‌ای در تقسیم سلولی است که در آن کروموزوم‌ها بریا تقسیم آماده می‌شوند. همین طولانی شدن متافاز باعث می‌شود که خطا‌های کمتری در هنگام تقسیم کروموزوم‌ها رخ بدهد.
علاوه بر این، به صورت معکوس، متافاز در ارگانوئید‌های انسان نئاندرتالی شده، کوتاهتر بود و در نتیجه تعداد خطا‌های تقسیم کروموزومی، 2 برابر شده بود.
این نشان می‌دهد که سه جایگزینی مدرن اسید آمینه انسانی در مقایسه با نئاندرتال‌ها باعث خطا‌های کمتری در تقسیم کروموزومش شده بود.
اگر در حین تقسیم کروموزومی اشتباهی رخ بدهد، می‌تواند منجر شود که تعداد کروموزوم نامساوی وارد سلول‌های حاصله شده و مثلا منجر به پلی زومی شود که شخص را مستعد سرطان‌هایی مانند لوسمی می‌کند.
به علاوه عملکرد مغز در نئاندرتال‌ها ممکن است تحت تأثیر اختلالات کروموزومی قرار گرفته باشد.
محققان در مقاله خود نوشته‌اند که: «داده‌های کنونی نشان می‌دهد که احتمال چنین اثرات زیان‌بار ناشی از تفکیک نادرست کروموزومی ممکن است در انسان‌های امروزی کمتر از نئاندرتال‌ها، دنیسووان‌ها و میمون‌ها باشد».
این تحقیق در Science منتشر شده است.
