Zwei Gene für die evolutionäre Expansion des Neocortex

Die Erforschung der menschlichen Gehirnentwicklung hat in jüngster Zeit bedeutende Fortschritte gemacht, insbesondere im Hinblick auf die genetischen Grundlagen, die diese einzigartige kognitive Kapazität ermöglichen. Eine Studie (Eşiyok et al., 2024) beleuchtet nun die entscheidende Rolle zweier spezifischer Gene, NBPF14 und NOTCH2NLB, bei der Orchestrierung der kortikalen Vorläuferzellen, die für die evolutionäre Expansion des Neocortex verantwortlich sind.

Die Studie von Eşiyok et al. (2024) zeigt, dass NBPF14 und NOTCH2NLB in einem fein abgestimmten Zusammenspiel wirken, um die Vermehrung und Differenzierung von Vorläuferzellen im Gehirn zu regulieren. NBPF14 fördert die Ablösung von Vorläuferzellen, indem es die Ausrichtung der Teilungsebene beeinflusst, was zu einer erhöhten Anzahl basaler radialer Gliazellen führt – einem entscheidenden Vorläuferzelltyp. NOTCH2NLB hingegen stimuliert die Proliferation apikaler Vorläuferzellen und trägt so zur Expansion des Vorläuferzellpools bei. In Kombination bewirken diese Gene eine koordinierte Expansion basaler Vorläuferzellen, während gleichzeitig die Selbsterneuerung apikaler Vorläuferzellen aufrechterhalten wird. Diese synergistische Wirkung ist dabei entscheidend für die evolutionäre Vergrößerung des menschlichen Neokortex, dem Sitz höherer kognitiver Funktionen.

Neben Tierversuchen an Mäusen wurden auch zerebrale Organoide von Schimpansen eingesetzt, um die Ergebnisse zu validieren. Diese Kombination aus traditionellen und innovativen Forschungsmethoden unterstreicht die Robustheit der Ergebnisse und könnte zukünftig dazu beitragen, den Bedarf an Tierversuchen zu reduzieren. Die Ergebnisse bieten nicht nur einen tieferen Einblick in die evolutionäre Entwicklung des menschlichen Gehirns, sondern könnten auch dazu beitragen, die Entstehung bestimmter Entwicklungsstörungen oder Erkrankungen des Gehirns besser zu verstehen. Langfristig könnten diese Erkenntnisse zur Entwicklung therapeutischer Ansätze für Fehlbildungen des Gehirns beitragen.

Literatur

Eşiyok, N., Liutikaite, N., Haffner, C., Peters, J., Heide, S., Oegema, C. E., … & Heide, M. (2024). A dyad of human-specific NBPF14 and NOTCH2NLB orchestrates cortical progenitor abundance crucial for human neocortex expansion. Science Advances, 11, doi:10.1126/sciadv.ads7543.