Chinese wetenschappers hebben menselijke hersengenen in apen gestopt - en ja, ze zijn misschien slimmer

mevrouw Tech; Evolutie: Wikimedia commons

Menselijke intelligentie is een van de meest ingrijpende uitvindingen van de evolutie. Het is het resultaat van een sprint die miljoenen jaren geleden begon en leidde tot steeds grotere hersenen en nieuwe vaardigheden. Uiteindelijk stonden de mensen rechtop, namen de ploeg over en creëerden de beschaving, terwijl onze neven en nichten van primaten in de bomen bleven.

Nu melden wetenschappers in Zuid-China dat ze hebben geprobeerd de evolutionaire kloof te verkleinen door verschillende transgene makaken te creëren met extra kopieën van een menselijk gen waarvan wordt vermoed dat het een rol speelt bij het vormgeven van menselijke intelligentie.

Dit was de eerste poging om de evolutie van menselijke cognitie te begrijpen met behulp van een transgeen aapmodel, zegt Bing Su, de geneticus van het Kunming Institute of Zoology die de inspanning leidde.

Volgens hun bevindingen deden de gemodificeerde apen het beter op een geheugentest met kleuren en blokfoto's, en het duurde ook langer voordat hun hersenen zich ontwikkelden, net als die van mensenkinderen. Er was geen verschil in hersengrootte.

de experimenten, beschreven op 27 maart in een tijdschrift in Peking, National Science Review, en eerst gemeld door Chinese media, blijven verre van het lokaliseren van de geheimen van de menselijke geest of leiden tot een opstand van intelligente primaten.

In plaats daarvan noemden verschillende westerse wetenschappers, waaronder een die aan de inspanning meewerkte, de experimenten roekeloos en zeiden ze de ethiek van het genetisch modificeren van primaten in twijfel te trekken, een gebied waar China een technologische voorsprong heeft verworven.

Het gebruik van transgene apen om menselijke genen te bestuderen die verband houden met hersenevolutie is een zeer riskante weg, zegt James Sikela, een geneticus die vergelijkende studies uitvoert onder primaten aan de Universiteit van Colorado. Hij is bezorgd dat het experiment minachting voor de dieren laat zien en binnenkort tot extremere aanpassingen zal leiden. Het is een klassiek probleem met een hellend vlak en we kunnen verwachten dat het zich zal herhalen als dit soort onderzoek wordt uitgevoerd, zegt hij.

Onderzoek met primaten wordt steeds moeilijker in Europa en de VS, maar China heeft haast gemaakt om de nieuwste hightech DNA-tools op de dieren toe te passen. Het land was de eerste die apen creëerde die waren veranderd met de tool voor het bewerken van genen CRISPR, en in januari kondigde een Chinees instituut aan dat het een half dozijn klonen van een aap had geproduceerd met een ernstige mentale stoornis .

Het is verontrustend dat het veld op deze manier aan het rollen is, zegt Sikela.

Evolutie verhaal

Su, een onderzoeker aan het Kunming Institute of Zoology, is gespecialiseerd in het zoeken naar tekenen van darwinistische selectie, dat wil zeggen genen die zich verspreiden omdat ze succesvol zijn. Zijn zoektocht omvatte onderwerpen als de aanpassing van Himalaya yaks aan grote hoogte en de evolutie van de menselijke huidskleur als reactie op koude winters.

Het grootste raadsel is echter intelligentie. Wat we weten is dat de hersenen van onze mensachtige voorouders snel in omvang en kracht groeiden. Om de genen te vinden die de verandering hebben veroorzaakt, hebben wetenschappers gezocht naar verschillen tussen mensen en chimpansees, waarvan de genen voor ongeveer 98% vergelijkbaar zijn met de onze. Het doel, zegt Sikela, was om te lokaliseren de juwelen van ons genoom - dat wil zeggen, het DNA dat ons uniek menselijk maakt.

Bijvoorbeeld, een populair kandidaat-gen genaamd FOXP2 - het taalgen in persberichten - werd beroemd vanwege zijn mogelijke link met menselijke spraak. (Een Britse familie waarvan de leden een abnormale versie hadden geërfd, had moeite met spreken.) Wetenschappers van Tokio tot Berlijn muteerden al snel het gen in muizen en luisterden met ultrasone microfoons om te zien of hun piepen veranderde.

Su was gefascineerd door een ander gen: MCPH1 of microcefaline. Niet alleen verschilde de sequentie van het gen tussen mensen en apen, maar baby's met schade aan microcefaline worden geboren met kleine hoofden, wat een verband houdt met de hersengrootte. Met zijn studenten meette Su ooit met schuifmaten en steeksleutels de hoofden van 867 Chinese mannen en vrouwen om te zien of de resultaten verklaard konden worden door verschillen in het gen.

Tegen 2010 zag Su echter een kans om een ​​potentieel meer definitief experiment uit te voeren: het toevoegen van het menselijke microcefaline-gen aan een aap. China was tegen die tijd begonnen zijn omvangrijke fokfaciliteiten voor apen (het land exporteert meer dan 30.000 per jaar) te koppelen aan de nieuwste genetische hulpmiddelen, een inspanning die het heeft veranderd in een mekka voor buitenlandse wetenschappers die apen nodig hebben om op te experimenteren.

Om de dieren te maken, hebben Su en medewerkers van het Yunnan Key Laboratory of Primate Biomedical Research apenembryo's blootgesteld aan een virus dat de menselijke versie van microcefaline draagt. Ze genereerden 11 apen, waarvan er vijf het overleefden om deel te nemen aan een reeks hersenmetingen. Die apen hebben elk tussen de twee en negen kopieën van het menselijke gen in hun lichaam.

Su's apen roepen een aantal ongewone vragen op over dierenrechten. In 2010 schreven Sikela en drie collega's een paper genaamd De ethiek van het gebruik van transgene niet-menselijke primaten om te bestuderen wat ons menselijk maakt , waarin ze concludeerden dat menselijke hersengenen nooit mogen worden toegevoegd aan apen, zoals chimpansees, omdat ze te veel op ons lijken.

Je gaat gewoon meteen naar de Planet of the Apes in de populaire verbeelding, zegt Jacqueline Glover, een bio-ethicus van de University of Colorado die een van de auteurs was. Hen vermenselijken is schade berokkenen. Waar zouden ze wonen en wat zouden ze doen? Creëer geen wezen dat in geen enkele context een zinvol leven kan leiden.

De auteurs concludeerden echter dat het acceptabel zou kunnen zijn om dergelijke veranderingen bij apen aan te brengen.

In een e-mail zegt Su dat hij het ermee eens is dat apen zo dicht bij mensen staan ​​dat hun hersenen niet veranderd mogen worden. Maar 25 miljoen jaar geleden deelden apen en mensen voor het laatst een voorouder. Voor Su verlicht dat de ethische zorgen. Hoewel hun genoom dicht bij het onze ligt, zijn er ook tientallen miljoenen verschillen, zegt hij. Hij denkt niet dat de apen meer dan apen zullen worden. Onmogelijk door slechts een paar menselijke genen te introduceren, zegt hij.

Slimme aap?

Afgaand op hun experimenten, verwachtte het Chinese team dat hun transgene apen zouden kunnen eindigen met verhoogde intelligentie en hersengrootte. Daarom stopten ze de wezens in MRI-machines om hun witte stof te meten en gaven ze geautomatiseerde geheugentests. Volgens hun rapport hadden de transgene apen geen grotere hersenen, maar deden ze het beter op een kortetermijngeheugenquiz, een bevinding die het team opmerkelijk vindt.

Verschillende wetenschappers denken dat het Chinese experiment niet veel nieuwe informatie heeft opgeleverd. Een van hen is Martin Styner, een computerwetenschapper van de Universiteit van North Carolina en specialist in MRI, die wordt vermeld als een van de co-auteurs van het Chinese rapport. Styner zegt dat zijn rol beperkt was tot het trainen van Chinese studenten om hersenvolumegegevens uit MRI-beelden te halen, en dat hij overwoog om zijn naam van de krant te verwijderen, waarvan hij zegt dat hij geen uitgever in het Westen kon vinden.

Er zijn een heleboel aspecten van deze studie die je in de VS niet zou kunnen doen, zegt Styner. Het riep vragen op over het soort onderzoek en of de dieren goed werden verzorgd.

Na wat hij heeft gezien, zegt Styner dat hij niet uitkijkt naar meer evolutieonderzoek naar transgene apen. Dat vind ik geen goede richting, zegt hij. Nu hebben we dit dier gecreëerd dat anders is dan het zou moeten zijn. Als we experimenten doen, moeten we een goed begrip hebben van wat we proberen te leren, om de samenleving te helpen, en dat is hier niet het geval. Een probleem is dat genetisch gemodificeerde apen duur zijn om te maken en te verzorgen. Met slechts vijf gemodificeerde apen is het moeilijk om harde conclusies te trekken over de vraag of ze echt verschillen van normale apen in termen van hersengrootte of geheugenvaardigheden. Ze proberen de ontwikkeling van de hersenen te begrijpen. En ik denk niet dat ze er komen, zegt Styner.

In een e-mail beaamde Su dat het kleine aantal dieren een beperking was. Wel zegt hij een oplossing te hebben. Hij maakt meer van de apen en test ook nieuwe genen voor hersenevolutie. Eentje die hij op het oog heeft is SRGAP2C , een DNA-variant die ongeveer twee miljoen jaar geleden ontstond, net toen Australopithecus de Afrikaanse savanne afstond aan de vroege mens. Dat gen is de mensheid switch en de ontbrekende genetische link voor zijn waarschijnlijke rol in de opkomst van menselijke intelligentie.

Su zegt dat hij het heeft toegevoegd aan apen, maar dat het te vroeg is om te zeggen wat de resultaten zijn.

zich verstoppen