Javascript är avstängt eller blockerat i din webbläsare. Detta kan leda till att vissa delar av vår webbplats inte fungerar som de ska. Sätt på javascript för optimal funktionalitet och utseende.

Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Outforskat DNA förklarar skillnaden mellan människa och schimpans

Foto på en apa.
Stamcellsforskare i Lund har i en ny studie undersökt vad det är i vårt DNA som gör att människans och schimpansens hjärnor skiljer sig åt och hittat svar. Foto: Mostphotos.

Vårt DNA är mycket likt schimpansens, som evolutionärt är vår närmaste levande släkting. Nu har stamcellsforskare i Lund hittat en tidigare förbisedd del i vårt DNA, så kallat icke-kodat DNA, som tycks bidra till en skillnad som trots alla våra likheter kan förklara varför våra hjärnor fungerar olika. Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Cell Stem Cell.

Schimpansen är vår närmaste levande släkting evolutionärt och forskningen tror att vårt släktskap grundar sig i en gemensam anfader. För cirka fem-sex miljoner år sedan delades våra utvecklingsvägar till det som idag är den nutida schimpansen och Homo Sapiens, människan i det tjugoförsta århundradet.
Stamcellsforskare i Lund har i en ny studie undersökt vad det är i vårt DNA som gör att människans och schimpansens hjärnor skiljer sig åt och hittat svar.

– Istället för att studera levande människor och schimpanser har vi använt oss av stamceller som odlats i vårt cellodlingslaboratorium. Stamcellerna har omprogrammerats från hudceller av våra samarbetspartner i Tyskland, USA och Japan. Därefter har vi undersökt stamcellerna som vi odlat fram till hjärnceller, förklarar Johan Jakobsson, professor i neurovetenskap vid Lunds universitet, som lett studien i Lund.

Från stamcellerna har forskarna specifikt odlat fram hjärnceller från människa och schimpans och jämfört de två celltyperna. Forskarna fann då att människa och schimpans använder en del av sitt DNA på olika sätt, vilket tycks spela stor roll för våra våra hjärnors utveckling.

Detta tyder på att det som ligger till grund för den mänskliga hjärnans evolution antagligen är mycket mer komplicerade genetiska mekanismer än man tidigare trott, då man tänkte sig att svaren fanns i de två procenten genetiskt DNA.

– Den del som skiljer sig i vårt DNA var oväntad, det är så kallade strukturella varianter av DNA som tidigare benämnts som "skräp-DNA", en lång DNA-sträng som upprepar sig och som man länge bedömt vara utan funktion. Vanligtvis har vi forskare sökt efter svar i den del av DNA där de proteinproducerande generna finns – vilket endast utgör cirka två procent av hela vårt DNA – och undersökt själva proteinerna för att hitta exempel på skillnader.

De nya fynden tyder alltså på att skillnaderna tycks ligga utanför de proteinkodande generna i det som betecknats som "skräp-DNA", som man trott saknat funktion och som utgör majoriteten av allt vårt DNA.

Mikroskopi-bild på neurala stamceller.

Bilden visar neurala stamceller från schimpans. Cellkärnan är infärgad i blått och det röda i bilden indikerar proteinet FoxG1 som normalt finns i hjärnans utveckling. Bild: Johan Jakobsson.

– Detta kan förklara att det som ligger till grund för den mänskliga hjärnans evolution antagligen är mycket mer komplicerade genetiska mekanismer än man tidigare trott, då man tänkte sig att svaren fanns i de två procenten genetiskt DNA. Våra resultat pekar på att det som varit viktigt för hjärnans utveckling istället kanske gömmer sig i de förbisedda 98 procenten, som tycks vara viktiga. Detta är överraskande resultat.

Stamcellstekniken som forskarna i Lund använt är revolutionerande och har möjliggjort denna typ av forskning, belönades 2012 med Nobelpriset i medicin eller fysiologi. Det var den japanska forskaren Shinya Yamanaka som upptäckte att specialiserade celler kan omprogrammeras och utvecklas till kroppens alla vävnader. Och i Lundaforskarnas fall, till hjärnceller. Utan denna teknik hade man inte kunnat studera skillnaderna mellan människa och schimpans med etiskt försvarbara metoder.

Varför ville då forskarna undersöka skillnaden mellan människa och schimpans?

– Jag tror att hjärnan är nyckeln till att förstå vad det är som gör en människa till en människa. Hur det kommer sig att människan kan använda sin hjärna på ett sådant sätt att hon kan bygga samhällen, utbilda sina barn, utveckla avancerad teknik? Det är fascinerande!

Johan Jakobsson tror att de nya fynden i en framtid också kan komma att bidra till genetiska grundade svar på frågor om psykiatriska sjukdomar, såsom schizofreni, en sjukdom som tycks vara unik för människan.

– Men vägen dit kan vara lång, då man istället för att forska vidare på de två procenten kodat DNA, nu kan bli tvungen att gräva djupare i alla de 100 procenten, en avsevärt mycket mer komplicerad uppgift för forskningen.

Artikeln ”A cis-acting structural variation at the ZNF558 locus controls a gene regulatory network in human brain development” är publicerad I den vetenskapliga tidskriftenCell Stem Cell, 7 oktober 2021, DOI: 10.1016/j.stem.2021.09.008

Kortfakta om studien:
Ämne: Genetik, evolution, stamcellsbiologi, neurovetenskap
Forskningsområde: grundforskning publicerat i peer review-granskad publikation
Experimentell undersökning
Studien är ett samarbete mellan Lunds Stamcellscentrum; Lunds Diabetescentrum; University of Washington, Seattle USA; EPFL, Lausanne, Schweiz.

Studien har finansierats med medel från: Vetenskapsrådet, Hjärnfonden, Cancerfonden, Barncancerfonden, SSMF och de strategiska forskningsområdena StemTherapy och MultiPark.

Profilfoto på Johan Jacobsson

Johan Jakobsson är professor i neurovetenskap och leder forskargruppen molekylär neurogenetik. Han är affilierad  till de två strategiska forskningsområdena MultiPark och StemTherapy samt till Lunds universitets cancercentrum LUCC.

Länk till hans profil i Forskningsportalen