اكتشف فريق دولي بقيادة باحثين في جامعة تورنتو أكثر من 100 جين شائع في أدمغة الرئيسيات ولكنها خضعت للتباعد التطوري عند البشر فقط، وقد تكون هذه الجينات مصدرًا لقدرتنا المعرفية الفريدة.
وجد الباحثون، بقيادة البروفيسور المساعد جيسي جيليس من مركز دونيلي للأبحاث الخلوية والجزيئية الحيوية وقسم علم وظائف الأعضاء في كلية الطب بجامعة تيميرتي، أن التعبير عن الجينات يحدث بشكل مختلف في أدمغة البشر مقارنة بأربعة من أقاربنا. الشمبانزي والغوريلا وقرود المكاك والقردة العادية.
وتشير النتائج، التي نشرت في مجلة Nature Ecology & Evolution، إلى أن انخفاض الضغط الانتقائي، أو تحمل طفرات فقدان الوظيفة سمح للجينات بالحصول على قدرة إدراكية ذات مستوى أعلى. وتعد هذه الدراسة جزءًا من أطلس الخلايا البشرية، وهي مبادرة عالمية لرسم خريطة لجميع الخلايا البشرية لفهم الصحة والمرض بشكل أفضل.
قال جيليس: «يساهم هذا البحث في فهمنا للاختلافات في الدماغ بين البشر والرئيسيات الأخرى على المستوى الخلوي، ولكنه أدى أيضًا إلى قاعدة بيانات يمكن استخدامها لمزيد من توصيف أوجه التشابه والاختلاف الجيني بين الرئيسيات».
أنشأ الفريق، الذي يضم باحثين من مختبر كولد سبرينج هاربور ومعهد ألين لعلوم الدماغ في الولايات المتحدة خريطة دماغية لكل نوع من أنواع الرئيسيات بناءً على تحليل الخلية الواحدة، وهي تقنية جديدة نسبيًا تتيح إجراء تسلسل جيني أكثر تحديدًا من الطرق القياسية. استخدم العلماء مجموعة بيانات شبكة تعداد خلايا مبادرة شبكة التعداد الخلوي BRAIN التي أُنشئت من عينات مأخوذة من التلفيف الصدغي الأوسط للدماغ.
إجمالاً، وجد الفريق 139 جينًا مشتركة بين مجموعات الرئيسيات ولكنها متباينة للغاية في تعبيرها في أدمغة الإنسان. أظهرت هذه الجينات قدرة أقوى على تحمل الطفرات من دون التأثير على وظيفتها، مما يشير إلى أنها ربما تطورت تحت ضغط انتقائي أكثر مرونة.
وقال هامسيني سوريش، المؤلف الأول للدراسة والباحث المشارك في مركز دونيلي: «يجب أن تكون الجينات التي تباعدت في البشر قادرة على التغيير. وهذا يتجلى في التسامح مع طفرات فقدان الوظيفة، ويبدو أنه يسمح بتغيير تطوري سريع في الدماغ البشري».
قد تكون وظيفتنا المعرفية العليا ناتجة عن التطور التكيفي لخلايا الدماغ البشرية إلى عدد كبير من الطفرات الأقل تهديدًا بمرور الوقت. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن حوالي ربع الجينات البشرية المتباينة التي حددتها الدراسة ترتبط باضطرابات دماغية مختلفة.
عثر العلماء على الجينات المتباينة التي حددها الباحثون في 57 نوعًا من خلايا الدماغ، مجمعة حسب الخلايا العصبية المثبطة، والخلايا العصبية المثيرة، والخلايا غير العصبية. كان التعبير مختلف في ربع الجينات فقط في الخلايا العصبية، المعروفة أيضًا باسم المادة الرمادية، ومختلف في نصف الجينات في الخلايا الدبقية، وهي المادة البيضاء.
تتكون المادة الرمادية في الدماغ من الخلايا العصبية، بينما تتكون المادة البيضاء من أنواع أخرى من الخلايا، بما في ذلك تلك المسؤولة عن الأوعية الدموية ووظيفة المناعة.
تعد هذه الدراسة جزءًا من مبادرة شبكة التعداد الخلوي لتحديد وفهرسة أنواع الخلايا المتنوعة في أدمغة البشر والأنواع الأخرى. في عام 2021، نشرت المبادرة إحصاءً شاملاً لأنواع الخلايا في القشرة الحركية الأولية للفئران والقردة والبشر في مجلة Nature. تسلط المبادرة الضوء على تطور الدماغ من خلال دراسة النقل العصبي والتواصل بأفضل دقة.
وقال سوريش: «يوجد حوالي 570 ألف خلية في أطلس الخلايا المفردة عبر الرئيسيات في التلفيف الصدغي الأوسط. إن تحديد قائمة أنواع الخلايا المشتركة في هذه المنطقة من الدماغ يوفر إطارًا لاستكشاف الحفاظ على البنية الخلوية واختلافها عبر تطور الرئيسيات. يمكننا استخدام المعلومات الناتجة لدراسة التطور والمرض بطريقة أكثر استهدافًا».
ترجمة: ولاء سليمان
المصدر: phys.org
