مغز انسان در مقایسه با دیگر پستانداران رده بالا اندازه بسیار بزرگتری دارد. اما فاکتورهای ژنی که در تعیین این اندازه بزرگ مغز درگیرند تاکنون مبهم و ناشناخته مانده‌اند. طی تکامل در چندین میلیون سال گذشته انسان‌ها از شامپانزه به‌وجود آمدند، اما اندازه مغزانسان سه برابر بزرگتر از اندازه مغز شامپانزه است. در این فاصله زمانی، تقریبا پانزده میلیون تغییر ژنتیکی در ژنوم انسان رخ داده است. بنابراین دانشمندان به دنبال پاسخ این سوال بودند که کدام یک از این تغییرات ژنی منجر به ایجاد تغییر اندازه مغز در انسان شده؟ و برای پاسخ به این سوال دانشمندان تصمیم گرفتند ژنوم انسانی درگیر در تکامل مغز را دوباره مورد بررسی قرار دهند.
تقریبا شش سال پیش دانشمندان آزمایشگاه Haussler، ژن NOTCH2NL که از خانواده ژن NOTCH2 است را کشف کردند. NOTCH2 ژنی است که در تکامل مغز نقش حیاطی دارد و تعیین می کند که چه زمان و چه تعداد نورون تولید شوند.
زمانی که این گروه ژنوم نوع ۳۷ انسانی را بررسی کردند متوجه شدند ژن NOTCH2NL در کروموزوم یک و در نزدیکی محلی قرار دارد که مرتبط با اندازه غیر نرمال مغز است. به نظر می‌رسید NOTCH2NL تمام مواردی را که در تکامل مغز مهم‌اند بررسی می‌کند. پس از آن گروه جای دقیق NOTCH2NL را در ژنوم نوع ۳۸ انسانی بررسی کردند اما این بار مشاهده کردند NOTCH2NL در جایی دیگر از کروموزوم قرار دارد. این بار ژن NOTCH2NL در جای مهم‌تری بود و سه نسخه از آن وجود داشت.
ژن NOTCH2NL طی سه میلیون سال گذشته تاکنون به طور مکرر در ژنوم کپی شده است و آنالیزهای ژنتیکی در پریمات‌های مختلف نشان می‌دهد این سه ژن تنها در انسان و خویشاوندان نزدیک او یعنی نئاندرتال‌ها، دنیسوان‌ها، گوریل‌ها و اورانگوتان وجود دارند.
مطالعات نشان می‌دهد زمانی که این سه ژن در ژنوم ظاهر شده‌اند هم‌زمان است با وقتی که اندازه جمجمه در نیاکان شروع به بزرگ شدن کرده است، بنابراین NOTCH2NL در بزرگ شدن مغز درگیر است.
آلل های مختلف NOTCH2NL به رسپتور NOTCH متصل می‌شوند و از این طریق سیگنالینگ NOTCH را افزایش می دهند و به نظر می‌رسد NOTCH2NL پیام افزایش اندازه مغز را از طریق همین مسیر سیگنالینگ NOTCH انتقال می‌دهد.
بیان اکتوپیک ژن NOTCH2NL سبب به تاخیر افتادن تمایز نورون‌های نیایاخته می‌شود، در حالی که حذف آن نیز باعث افزایش تمایز نورون‌های نیایاخته به نورون‌های بالغ مغزی می‌شود.
مطالعاتی نیز بر روی بافت مغزی کشت یافته در آزمایشگاه و سلول‌های بنیادی جنین انسان انجام شده که نشان می‌دهد ژن NOTCH2NL در مغز در حال تکامل سبب ایجاد تعداد بیشتری از نورون‌های نیایاخته می‌شود.
☑️ لینک خبر
