Ein Virus, das seit Millionen von Jahren verschwunden ist, könnte zu einem Unterschied zwischen dem menschlichen Gehirn und dem der Schimpansen beigetragen haben.
Wir teilen fast alle unsere Gene mit Schimpansen. Dennoch entwickeln sich unsere Gehirne nicht genau auf dieselbe Weise. Um zu verstehen, warum das so ist, versuchen Forschende herauszufinden, welche Gene während des Wachstums aktiviert werden oder inaktiv bleiben.
Darstellung der menschlichen Evolution.
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Ein Team der Universität Lund in Schweden hat entdeckt, dass eine alte Virusinfektion eine wichtige Spur in der DNA von Schimpansen hinterlassen hatte. Das Virus namens PTERV1 gehörte zu einer Familie, die ihr eigenes genetisches Material in das der infizierten Zellen einfügen kann. Diese DNA-Abschnitte können anschließend an die nächsten Generationen weitergegeben werden.
Bei Schimpansen befindet sich eine dieser alten viralen Sequenzen in der Nähe eines Gens namens LINC00662. Dieses Gen ist in den frühen Entwicklungsphasen des menschlichen Gehirns aktiv, bleibt bei Schimpansen jedoch stumm. Die Forschenden fragten sich, ob die vom Virus hinterlassene Sequenz seine Aktivierung verhinderte.
Um dies zu überprüfen, stellten sie im Labor winzige Modelle von Gehirngewebe aus menschlichen und Schimpansenzellen her. Diese Strukturen, die als Organoide bezeichnet werden, ermöglichen es, bestimmte Vorgänge der Gehirnentwicklung zu untersuchen, ohne direkt an einem lebenden Gehirn zu arbeiten.
Anschließend entfernte das Team mithilfe des CRISPR-Werkzeugs die virale Sequenz aus Schimpansenzellen. Das Ergebnis zeigte sich sofort bei dem untersuchten Merkmal: Das bis dahin stumme Gen nahm seine Funktion wieder auf. Die Spur des Virus spielte somit tatsächlich eine Rolle bei seiner Inaktivierung bei Schimpansen.
Die Forschenden führten in menschlichen Gehirnmodellen das umgekehrte Experiment durch: Sie deaktivierten LINC00662. Daraufhin nahm die Aktivität mehrerer Gene ab, die mit der Bildung von Nervenzellen und ihren Verbindungen zusammenhängen. Dies deutet darauf hin, dass LINC00662 an der Gehirnentwicklung beteiligt ist, auch wenn seine genaue Funktion noch verstanden werden muss.
Achtung: Die Studie zeigt nicht, dass ein Virus allein für die menschliche Intelligenz verantwortlich wäre. Das Gehirn hat sich unter dem Einfluss sehr vieler genetischer und biologischer Veränderungen entwickelt. Hier haben die Forschenden einen bestimmten Mechanismus identifiziert, der in Zellen und Modellen von Gehirngewebe beobachtet wurde, und keine allgemeine Erklärung für all unsere Unterschiede.
Diese Entdeckung erinnert daran, dass eine alte Infektion Spuren hinterlassen kann, die weit über die von ihr befallenen Tiere hinausreichen. Virusfragmente, die vor Millionen von Jahren in die DNA integriert wurden, könnten noch heute beeinflussen, wie Gene funktionieren.