Генетичні особливості неандертальців помітно впливають на розвиток мозку.
Говорячи про неандертальський «мікромозг», ми зовсім не маємо на увазі образити цей вимерлий вид людей. Мова тут йде про органоїду - мікроскопічну подобу будь-якого органу: кишечника, нирки, або ось мозку. Про такі органоїди ми неодноразово розповідали: їх створюють у лабораторії зі стовбурових клітин, щоб краще зрозуміти, як органи формуються і як на них діють різні речовини. Справа в тому, експерименти зі звичайними клітинними культурами, в яких клітини ростуть плоским шаром у живильному середовищі, не завжди допомагають дізнатися те, що потрібно. Все-таки клітинна культура - це просто шар клітин, а орган - це складна тривимірна структура, в якій клітини по-особливому взаємодіють один з одним.
Органоїди не повторюють у точності великий орган. «Мікромозг» - не точна копія справжнього великого мозку. «Мікроорган» являє собою самі початкові етапи розвитку органу, і навіть не всього органу, а якоїсь його частини. Однак буває достатньо поглянути на «мікроорган», щоб зрозуміти якісь основні закономірності його розвитку.
Співробітникам Каліфорнійського університету в Сан-Дієго прийшла в голову думка використовувати метод органоїдів, щоб зрозуміти, чим мозок неандертальців відрізнявся від мозку сучасних людей. Неандертальський геном ми досить добре собі уявляємо: ДНК неандертальців збереглася в їхніх останках. Відповідно, добре відомо, де ДНК неандертальців відрізняється від нашої ДНК. Зокрема, є відмінності в гені NOVA1, який управляє формуванням мозку на найбільш ранніх етапах розвитку. За допомогою генетичного редагування в людські стовбурові клітини впровадили неандертальський варіант NOVA1 і скомандували ним сформувати «мікромозг». Для порівняння ту ж команду віддали звичайним стовбуровим клітинам, які повинні були сформувати звичайний мозковий органоїд. І той, і інший виростали до кульок приблизно 5 мм в поперечнику.
Обидва «мікромозги» вийшли досить різними. У статті в Science сказано, що органоїди відрізнялися навіть за формою. Неандертальський «мікромозг» був меншим і поверхня у нього була нерівнішою, ніж у «мікромозга» Homo sapiens. Відмінності були на всіх рівнях: у тому, як клітини ділилися, і як вони утворювали синапси - навіть білки, які потрібні для формування синапсів, до якоїсь міри були різними. Нейрони неандертальського «мікромозгу» були активнішими в сенсі обміну імпульсами, але електрична активність нейронних мереж не синхронізувалася. Неандертальський органоїд був у чомусь більш схожий на мозок новонароджених нелюдських мавп, ніж на новонароджений мозок сучасних людей.
Ми не зовсім коректно називаємо цей органоїд неандертальським. Відмінність між ним і «мікромозгом» H. sapiens було тільки в одному-єдиному гені. Між тим генів, які мають відношення до розвитку мозку, можна нарахувати як мінімум 61; багато з них у неандертальців і у нас виглядають по-різному.
У перспективі автори роботи хочуть виконати такі ж експерименти і з іншими генами, і з комбінаціями цих генів. Тоді можна буде зробити більш коректні висновки про відмінності в розвитку мозку неандертальців і мозку сучасних людей.