Der Schimpanse ist evolutionär gesehen unser engster lebender Verwandter, und die Forschung legt nahe, dass unsere Verwandtschaft von einem gemeinsamen Vorfahren stammt. Vor etwa fünf bis sechs Millionen Jahren trennten sich unsere evolutionären Wege und führten zum heutigen Schimpansen und Homo Sapiens, der Menschheit im 21.
In einer neuen Studie untersuchten Stammzellforscher in Lund, was in unserer DNA das Gehirn von Menschen und Schimpansen unterscheidet – und sie haben Antworten gefunden.
„Anstatt lebende Menschen und Schimpansen zu untersuchen, verwendeten wir Stammzellen, die in einem Labor gezüchtet wurden. Die Stammzellen wurden von unseren Partnern in Deutschland, den USA und Japan aus Hautzellen umprogrammiert. Dann untersuchten wir die Stammzellen, die wir zu Gehirnzellen entwickelt hatten „, erklärt Johan Jakobsson, Professor für Neurowissenschaften an der Universität Lund, der die Studie leitete.
Mit den Stammzellen züchteten die Forscher gezielt Gehirnzellen von Menschen und Schimpansen und verglichen die beiden Zelltypen. Die Forscher fanden dann heraus, dass Menschen und Schimpansen einen Teil ihrer DNA auf unterschiedliche Weise verwenden, was eine erhebliche Rolle bei der Entwicklung unseres Gehirns zu spielen scheint.
„Der Teil unserer DNA, der als anders identifiziert wurde, war unerwartet. Es war eine sogenannte strukturelle Variante der DNA, die zuvor als „Junk-DNA“ bezeichnet wurde, eine lange repetitive DNA-Kette, von der lange angenommen wurde, dass sie keine Funktion hat. Zuvor haben Forscher nach Antworten in dem Teil der DNA gesucht, in dem sich die proteinproduzierenden Gene befinden – was nur etwa zwei Prozent unserer gesamten DNA ausmacht – und die Proteine selbst untersucht, um Beispiele für Unterschiede zu finden.“
Die neuen Erkenntnisse deuten also darauf hin, dass die Unterschiede außerhalb der proteinkodierenden Gene in dem zu liegen scheinen, was als „Junk-DNA“ bezeichnet wurde, von der angenommen wurde, dass sie keine Funktion hat und die den Großteil unserer DNA ausmacht.
“ Dies deutet darauf hin, dass die Grundlage für die Evolution des menschlichen Gehirns genetische Mechanismen sind, die wahrscheinlich viel komplexer sind als bisher angenommen, da angenommen wurde, dass die Antwort in diesen zwei Prozent der genetischen DNA lag. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das, was für die Entwicklung des Gehirns von Bedeutung war, stattdessen vielleicht in den übersehenen 98 Prozent verborgen ist, was wichtig zu sein scheint. Dies ist ein überraschender Befund.“
Die von den Forschern in Lund verwendete Stammzelltechnik ist revolutionär und hat diese Art von Forschung ermöglicht. Die Technik wurde 2012 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet. Es war der japanische Forscher Shinya Yamanaka, der entdeckte, dass spezialisierte Zellen umprogrammiert und zu allen Arten von Körpergewebe entwickelt werden können. Und im Fall der Lund-Forscher in Gehirnzellen. Ohne diese Technik wäre es nicht möglich gewesen, die Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen mit ethisch vertretbaren Methoden zu untersuchen.
Warum wollten die Forscher den Unterschied zwischen Menschen und Schimpansen untersuchen?
„Ich glaube, dass das Gehirn der Schlüssel zum Verständnis dessen ist, was den Menschen menschlich macht. Wie kam es dazu, dass Menschen ihr Gehirn so nutzen können, dass sie Gesellschaften aufbauen, ihre Kinder erziehen und fortschrittliche Technologien entwickeln können? Es ist faszinierend!“
Johan Jakobsson glaubt, dass die neuen Erkenntnisse in Zukunft auch zu genetisch basierten Antworten auf Fragen zu psychiatrischen Störungen wie Schizophrenie beitragen können, einer Störung, die für den Menschen einzigartig zu sein scheint.
„Aber es ist noch ein langer Weg, bis wir diesen Punkt erreichen, denn anstatt die zwei Prozent der kodierten DNA weiter zu erforschen, könnten wir jetzt gezwungen sein, tiefer in alle 100 Prozent einzutauchen – eine erheblich kompliziertere Aufgabe für die Forschung“, schließt er.