Text vyšiel pôvodne na webe denníka Washington Post.
Vedci majú novú stopu v dlhom pátraní po tom, čo nás robí jedinečne ľudskými: drobné zmeny v chemickom zložení mozgu, ktoré nás odlišujú od našich najbližších bratrancov z rodu hominidov.
V štúdii uverejnenej v pondelok v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences medzinárodný tím výskumníkov skúmal verziu génu, ktorý je dnes u ľudí všadeprítomný a ktorý sa nevyskytuje u neandertálcov ani denisovanov – hominidov, ktorí žili spolu s našimi predkami.
V laboratórnej miske moderná forma génu u dnešných ľudí spôsobila, že enzým je menej stabilný ako ten, ktorý sa nachádza u príbuzných hominidov. Keď vedci vniesli túto verziu do myší, u samíc vyvolala zmenu správania – myši boli šikovnejšie pri hľadaní vody.
Je to zaujímavá stopa – nie odpoveď – na otázku, aký rozdiel mohli jemné zmeny biochémie mozgu znamenať medzi hominidmi, ktorí vyhynuli, a tými, ktorí pretrvali a prosperovali.
U dnešných ľudí môžu zriedkavé mutácie tohto génu, nazývaného ADSL, spôsobiť mozgovú dysfunkciu vrátane príznakov podobných autizmu a záchvatom.
To viedlo výskumný tím k otázke, či menej závažná zmena ADSL, hlboko v našej evolučnej histórii, mohla priniesť kognitívnu alebo behaviorálnu výhodu.
„Som do značnej miery presvedčený, že existuje nejaký zásadný rozdiel medzi modernými ľuďmi a inými skoršími formami ľudí,“ povedal Svante Paabo, genetik z Inštitútu Maxa Plancka pre evolučnú antropológiu v nemeckom Lipsku a jeden z vedúcich štúdie.
„Neandertálcov a denisovanov nikdy nebolo viac ako niekoľko stoviek tisíc jedincov naraz, ich technológia sa počas státisícov rokov takmer nezmenila. Naproti tomu moderní ľudia sa len za stotisíc rokov rozšírili po celej planéte, rozrástli sa na milióny jedincov a vyvinuli technológiu a kultúru, ktoré sa tak rýchlo menili.“

Bratranci neandertálci
V roku 2022 získal Paabo Nobelovu cenu za svoju priekopnícku prácu v oblasti pravekej DNA, v rámci ktorej rozlúštil genetické plány pravekých hominidov.
Hoci naši vyhynutí príbuzní sú často karikatúrne vykreslení ako primitívni jaskynní ľudia, na základe tejto ocenenej práce sa ukázalo, že na genetickej úrovni sa od nás veľmi nelíšili. Krížili sa s našimi predkami. Veľká časť ľudskej populácie má v sebe stále stopy po predkoch neandertálcov alebo denisovanov – dvoch druhov človeka, ktoré zmizli z našej planéty približne pred 20-tisíc až 40-tisíc rokmi.
V mnohých ohľadoch to prehĺbilo záhadu, prečo sme my prežili a oni nie.
Vedci začali hľadať stopy v DNA. Z 20-tisíc génov, ktoré kódujú bielkoviny, sa medzi vyhynutými hominidmi a modernými ľuďmi zmenilo len asi sto stavebných prvkov bielkovín.

V roku 2022 vedci priniesli zaujímavú správu, že verzia génu s názvom TKTL1, ktorá sa nachádza u moderných ľudí, a nie u neandertálcov, pomáha stimulovať tvorbu nových mozgových buniek a mohla by byť zodpovedná za rozdiely v kognitívnych schopnostiach.
V novej práci vedci skúmali gén ADSL. Jeden stavebný prvok enzýmu ADSL, ktorý sa dnes nachádza takmer u každého človeka, bol u šimpanzov, neandertálcov a denisovanov odlišný. Vedci sa rozhodli pochopiť, ako sa funkcia tohto génu odlišuje.
Funkcia génu u myší
Keďže vedci nemôžu študovať živého neandertálca, použili výkonnú techniku úpravy génov CRISPR na vloženie modernej ľudskej verzie génu do živých myší. Zaujalo ich, že správanie myších samíc sa výrazne zmenilo.
Myši umiestnili do klietok, kde sa naučili piť vodu tak, že strkali nosy do zariadení v rohoch klietky. Keď výskumníci začali obmedzovať vodu, zistili, že samičky myší s ľudským génom ADSL boli v prístupe k vode oveľa efektívnejšie.
„Na priamy prenos zistení o správaní myší na ľudí je ešte priskoro, pretože nervové obvody, ktoré sú základom aj podobného správania, sa môžu u oboch druhov líšiť. Je však možné, že táto ... zmena nám mohla priniesť určitú evolučnú výhodu v konkrétnych úlohách v porovnaní s predkami ľudí,“ napísal v e-maile Xiang-Chun Ju, autor štúdie a výskumník z oddelenia evolučnej genomiky človeka na Okinawskom inštitúte vedy a technológie.
Vedci našli aj ďalšie genetické zmeny bežné u dnešných ľudí, ktoré spôsobujú zníženú aktivitu ADSL, spolu s dôkazmi, že tieto zmeny boli evolúciou zvýhodnené, čo naznačuje, že poskytli organizmu výhodu.
Zmena správania bola „mierna“, uviedla Brigitte Malgrangeová, neurobiologička z Univerzity v Liège, ktorá sa na práci nepodieľala, a naznačila, že na pozorovanie väčších účinkov by boli potrebné ďalšie genomické zmeny.
„Môžem tiež spomenúť prirodzené obmedzenia myšieho modelu, najmä zníženú kortikálnu komplexnosť v porovnaní s primátmi, čo môže obmedzovať detekciu behaviorálnych fenotypov podobných ľudským,“ uviedla Malgrangeová v e-maile.
Wendy Hanna-Roseová, profesorka biochémie a molekulárnej biológie na Pennsylvánskej štátnej univerzite, ktorá sa na štúdii nepodieľala, skúma ľudské nedostatky ADSL, čiastočne ich modelovaním v mikroskopických hlístovciach.
Tieto jednoduché modelové organizmy umožňujú výskumníkom skúmať, ako môžu genetické zmeny ovplyvniť funkciu; genetické mutácie, ktoré u ľudských pacientov spôsobujú znaky podobné autizmu, nutkavé hryzenie alebo opakované pohyby, môžu spôsobiť hlboké zmeny v spôsobe učenia červov.
Hanna-Roseová nie je evolučná biologička, ale povedala, že článok považuje za fascinujúci a zdôrazňuje to, čo ukazuje aj jej vlastný výskum – že prepojenie medzi metabolickou dráhou ovplyvnenou génom ADSL a správaním je evolučne hlboké.
„Vidíme to na červoch,“ povedala Hanna-Roseová. „Nie je prekvapujúce, že v našej línii vidíme u ľudí nejakú zmenu v tomto smere.“