Schnell evolvierende DNA: Schlüssel zur Komplexität des menschlichen Gehirns?

SAN FRANCISCO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie beleuchtet die Rolle schnell evolvierender DNA-Regionen, die als Human Accelerated Regions (HARs) bekannt sind, bei der Entwicklung der kognitiven Fähigkeiten des menschlichen Gehirns. Diese DNA-Abschnitte haben sich seit der Abspaltung der Menschen von den Schimpansen mit einer Geschwindigkeit entwickelt, die zehnmal schneller ist als erwartet.

Die Evolution des menschlichen Gehirns ist ein faszinierendes Thema, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt. Eine aktuelle Studie der University of California, San Francisco, legt nahe, dass sogenannte Human Accelerated Regions (HARs) eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der kognitiven Fähigkeiten des Menschen spielen könnten. Diese DNA-Abschnitte haben sich seit der Abspaltung der Menschen von den Schimpansen mit einer Geschwindigkeit entwickelt, die zehnmal schneller ist als erwartet.

HARs sind DNA-Segmente, die sich in den letzten Millionen Jahren rasant verändert haben und möglicherweise die Grundlage für die komplexen neuronalen Netzwerke des menschlichen Gehirns bilden. Forscher haben herausgefunden, dass diese Regionen das Wachstum von Neuriten in menschlichen Neuronen fördern, was die Kommunikation zwischen den Gehirnzellen verbessert. Diese erhöhte Konnektivität könnte der Schlüssel zu den fortgeschrittenen kognitiven Fähigkeiten des Menschen sein.

Interessanterweise zeigen Experimente, dass die Einführung menschlicher HARs in Schimpansen-Neuronen ebenfalls zu einem verstärkten Wachstum von Neuriten führt. Dies deutet darauf hin, dass HARs direkt mit der neuronalen Komplexität verbunden sind. Doch diese genetischen Veränderungen bergen auch Risiken: Sie könnten zur Entstehung von neuroentwicklungsbedingten Störungen wie Autismus beitragen.

Die Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, hebt die Bedeutung von HARs für die menschliche Evolution hervor. Die Forscher um Yin Shen, PhD, untersuchten die Auswirkungen dieser DNA-Regionen in künstlich erzeugten Neuronen aus menschlichen und Schimpansen-Zelllinien. Die Ergebnisse zeigen, dass menschliche Neuronen durch HARs mehr Neuriten entwickeln, während Schimpansen-Neuronen ohne diese Regionen nur einfache Neuriten ausbilden.

Diese Entdeckung wirft ein neues Licht auf die genetischen Grundlagen der menschlichen Gehirnentwicklung und könnte langfristig zu einem besseren Verständnis von neuroentwicklungsbedingten Störungen führen. Die Balance zwischen der Förderung kognitiver Fähigkeiten und dem Risiko von Störungen ist ein zentrales Thema der aktuellen Forschung.

Die Finanzierung dieser wegweisenden Studie erfolgte durch verschiedene Stiftungen und Institutionen, darunter das US National Institutes of Health und die Chan Zuckerberg Biohub. Die Ergebnisse könnten nicht nur die Grundlagenforschung vorantreiben, sondern auch praktische Anwendungen in der Medizin und Neurowissenschaft ermöglichen.

Insgesamt zeigt die Studie, dass die Evolution des menschlichen Gehirns ein komplexer Prozess ist, der durch eine Vielzahl genetischer Faktoren beeinflusst wird. HARs könnten dabei eine Schlüsselrolle spielen, indem sie die neuronale Architektur und damit die kognitiven Fähigkeiten des Menschen maßgeblich beeinflussen.

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