Hva var det som skilte neandertalernes hjerne fra vår hjerne? Sannsynligvis var neandertalerhjernene litt større, og det er strengt tatt det eneste vi vet.
Snart vet vi kanskje mer, genetiker Alysson Muotri ved University of California er nå i gang med et prosjekt der han dyrker frem minihjerner med neandertalgener i laboratoriet.
Forskergruppa starta prosessen med helt vanlige hudceller fra et menneske uten kjente nevrologiske sykdommer. Ved hjelp av litt triksing med arvestoffet ble disse cellene forandra til pluripotente stamceller – stamceller som kan gi opphav til alle mulige typer celler.
NOVA1 er et gen som er med på å påvirke proteinproduksjonen, i tillegg spiller det en viktig rolle i den tidlige fasen av hjernens utvikling. Forskjellen på neandertalernes NOVA1-gen og moderne menneskers NOVA1-gen er liten, det er bare ett DNA-basepar som skiller dem fra hverandre.
Muotri og kollegaene brukte genredigeringsverktøyet CRISPR til å bytte ut Homo sapiens-DNA med neandertal-DNA i NOVA1-genet. Stamcellene med neandertal-DNA ble så koda til å oppføre seg som hjernebark. Deretter fikk disse cellene godgjøre seg i petriskåler i noen måneder før de ble til organoider – små og enkle varianter av organer.
– Vi prøver å gjenskape neandertalernes sinn, sier Muotri til Science.
Han har døpt neandertal-organoidene neanderoider.
– Kan sprenge grenser
Forskergruppa er foreløpig et godt stykke unna målet, det er langt fra organoid til fungerende hjerne. Men de har allerede oppdaga flere forskjeller mellom neanderoidene og tilsvarende organoider som utelukkende har sapiens-DNA. Organoidene er runde, mens neanderoidene kan minne litt om popkorn i formen. I tillegg er det færre synapser i neanderoidene, noe som påvirker det nevrale nettverket.
Muotri forklarer at han kjenner igjen trekk ved neanderoidene fra sin tidligere forskning på utviklinga i hjernen til barn i autismespekteret.
– Jeg sammenligner ikke neandertalere med barn i autismespekteret, men det er en viktig observasjon. Hvis vi tror at sosiale ferdigheter er en av årsakene til at vi utkonkurrerte neandertalerne er dette relevant.
Sigrid Bratlie i Bioteknologirådet kaller prosjektet «interessant og nyskapende».
– Dette viser hvor mye vi kan lære ved bruk av nye teknologier som CRISPR og stamceller. Det er særlig når slike teknologier kombineres at vi får muligheten til å sprenge grenser, sier hun til NRK.
Hun sier at både genredigeringa og dyrkinga av minihjerner er velkjente metoder, og at det blant annet dyrkes minihjerner på Rikshospitalet i Oslo.
– Dette er imidlertid første gang jeg har sett CRISPR og mini-hjerner brukt til å studere vår evolusjonshistorie. Og det er spennende funn.
Torfinn Ørmen, som er ekspert på fortidsmennesker, synes også prosjektet er spennende. Men han presiserer at de har en lang vei å gå før de klarer å lage funksjonelt neandertal-nervevev
– Men det er jo den spede begynnelsen på studiet av hva de genetiske forskjellene mellom oss og neandertalerne faktisk betyr. Og det er veldig viktig.
Muotri og kollegaene har foreløpig ikke publisert noen rapport, disse resultatene er kun presentert på en konferanse.
