Einzigartige menschliche DNA identifiziert

Wissenschaftler der University of California haben nach eigenen Angaben eine Gensequenz entdeckt, die eine entscheidende Rolle bei der Entstehung der einmaligen Gehirnkapazität des Menschen zu spielen scheint. Dieser Bereich, HAR1, hat eine beschleunigte evolutionäre Veränderung beim Menschen durchgemacht und ist während eines kritischen Stadiums der Gehirnentwicklung aktiv. Die Forscher verglichen Gene von Menschen, Schimpansen und anderen Tieren um zu ermitteln, in welchen Bereichen sich der Mensch unterscheidet. Die Ergebnisse der Studie wurden in Nature veröffentlicht.

Die Wissenschaftler erklärten laut BBC, dass die genaue Funktion dieser Gene noch zu untersuchen sei. Es lägen jedoch Hinweise darauf vor, dass sie eine Rolle bei der Entwicklung der Großhirnrinde spielen. Damit könnte auch die umfangreiche Ausweitung dieses Gehirnbereiches während der menschlichen Evolution erklärt werden. Das Team setzte ein ausgeklügeltes Computeranalyseverfahren ein um die Gene verschiedener Arten zu vergleichen und jede zu identifizieren, die beim Menschen beschleunigten evolutionären Veränderungen ausgesetzt waren. Bald rückte der Bereich HAR1 des menschlichen Genoms in den Mittelpunkt des Interesses.

Das Team untersuchte diesen Bereich im Labor genauer um seine Struktur zu ermitteln, die Gewebe in denen er aktiv ist und um seine Funktion besser zu verstehen. Es zeigte sich, dass HAR1 Teil von zwei überlappenden Genen war, von denen eines, HAR1F, in bestimmten Nervenzellen, den Cajal-Retzius Neuronen, aktiv war. Diese Zellen erscheinen früh in der embryonalen Entwicklung und spielen eine entscheidende Rolle bei der Bildung der geschichteten Struktur der Großhirnrinde des Menschen. Cajal-Retzius Neuronen setzen das Protein Reelin frei, das das Wachstum von Neuronen lenkt und die Bildung von Verbindungen zwischen ihnen. HAR1F war gleichzeitig mit dem Reelin-Gen aktiv. Der leitende Wissenschaftler David Haussler erklärte, dass man nicht wüsste, was es genau für eine Funktion habe und dass man nicht wisse, ob es mit dem Reelin interagiere.

„Die Hinweise sind jedoch sehr stark, dass dieses Gen bei der Entwicklung der Großhirnrinde eine wichtige Rolle spielt. Das ist aufregend, da die menschliche Hirnrinde drei Mal so groß ist wie die unserer Vorfahren. Etwas hat unsere Gehirne dazu gebracht, viel größer zu werden und mehr Funktionen zu haben als die Gehirne von anderen Säugetieren.“ Die Analyse ergab, dass HAR1 bei allen Säugetieren tatsächlich großteils gleich ist, nur beim Menschen nicht. Es bestehen nur zwei Unterschiede zwischen den bei Hühnern und Schimpansen nachgewiesenen Versionen. Zwischen den Schimpansen und dem Menschen konnten 18 Unterschiede nachgewiesen werden. Laut den Wissenschaftlern handelt es sich dabei innerhalb von wenigen Millionen Jahren um eine schier unglaubliche Veränderung. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass das entscheidende Gen nicht wie die meisten Gene die Produktion von spezifischen Proteinen kontrolliert, sondern vielmehr eine Rolle bei der Veränderung der Funktion anderer Gene spielt.