Warum ist unser Gehirn so groß? Forscher finden Antwort |
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13.06.2018 10:00 Uhr |
dpa / Zwei Forschergruppen haben eine Antwort auf die Frage gefunden, weshalb das Gehirn des Menschen etwa dreimal so groß ist wie das seiner nächsten Verwandten im Tierreich. Doch diese Errungenschaft birgt Risiken, wie aus den beiden Publikationen im Fachmagazin »Cell« hervorgeht.
Die meisten Tiere tragen im Erbgut das Gen NOTCH2. Es enthält Informationen zum Bau von Proteinen, die beim Embryo eine entscheidende Rolle unter anderem bei der Gehirnentwicklung spielen. Beim Menschen sorgt die spezielle Variante NOTCH2NL offenbar dafür, dass das Gehirn des Embryos länger wächst als bei Menschenaffen.
Die gewöhnlich drei NOTCH2NL-Gene lassen die Stammzellen sich häufiger teilen und verzögern ihre Reifung zu Nervenzellen. Mehr Stammzellen bedeuten letztlich mehr Nervenzellen und damit ein größeres Gehirn. Dieser Vorgang spielt sich vor allem in jenem Areal ab, in dem sich die Großhirnrinde entwickelt, wie Forscher um David Haussler von der University of California in Santa Cruz anhand von Gehirnstammzellen von Mäusen herausfanden (DOI 10.1016/j.cell.2018.03.051). Diese Zellen stellen eine Art vereinfachtes Mini-Gehirn dar. Wenn die drei NOTCH2NL-Gene abgeschaltet waren, reiften mehr Stammzellen zu Nervenzellen, was das Wachstum des Gehirns begrenzte.
»Ein Heiliger Gral von Forschern wie uns ist es herauszufinden, was während der menschlichen Entwicklung für ein größeres Gehirn, insbesondere die Großhirnrinde, verantwortlich ist«, sagt Dr. Pierre Vanderhaeghen von der Université Libre in Brüssel. Seine Gruppe fand insgesamt 35 Gene, die nur beim Menschen vorkommen und bei der Entwicklung des Gehirns aktiv sind (DOI 10.1016/j.cell.2018.03.067). Doch nur von NOTCH2NL ist weitgehend klar, was es bewirkt.
Haussler und Kollegen vermuteten auch einen Zusammenhang mit Fehlentwicklungen im Gehirn: Das Fehlen des Chromosomenabschnitts 1q21.1, auf dem NOTCH2NL-Gene zu finden sind, geht häufig mit einem kleinen Gehirn und Autismus einher. Umgekehrt kann eine Verdopplung des Abschnitts ein vergrößertes Gehirn und Schizophrenie zur Folge haben.
Die Forscher untersuchten das Erbgut von je drei Patienten mit einem zu kleinen und einem zu großen Gehirn: Bei der ersten Gruppe fanden sie nur zwei NOTCH2NL-Gene, bei der zweiten Gruppe hingegen vier. »Die Entstehung von menschenspezifischen NOTCH2NL-Genen könnte zur raschen Entwicklung der größeren menschlichen Großhirnrinde beigetragen haben, begleitet von einem Verlust der Stabilität des Erbguts am 1q21.1-Abschnitt und daraus resultierenden wiederkehrenden neurologischen Entwicklungsstörungen«, so die Wissenschaftler. /
