Chinesische Wissenschaftler haben menschliche Gehirngene in Affen eingebracht – und ja, sie könnten schlauer sein

Frau Tech; Entwicklung: Wikimedia Commons

Die menschliche Intelligenz ist eine der folgenreichsten Erfindungen der Evolution. Es ist das Ergebnis eines Sprints, der vor Millionen von Jahren begann und zu immer größeren Gehirnen und neuen Fähigkeiten führte. Schließlich standen die Menschen aufrecht, nahmen den Pflug und schufen die Zivilisation, während unsere Cousins ​​der Primaten in den Bäumen blieben.

Jetzt berichten Wissenschaftler in Südchina, dass sie versucht haben, die evolutionäre Lücke zu schließen, indem sie mehrere transgene Makaken mit zusätzlichen Kopien eines menschlichen Gens geschaffen haben, von dem vermutet wird, dass es eine Rolle bei der Gestaltung der menschlichen Intelligenz spielt.

Dies war der erste Versuch, die Evolution der menschlichen Kognition mithilfe eines transgenen Affenmodells zu verstehen, sagt Bing Su, der Genetiker am Kunming Institute of Zoology, der die Bemühungen leitete.

Ihren Ergebnissen zufolge schnitten die modifizierten Affen bei einem Gedächtnistest mit Farben und Blockbildern besser ab, und auch ihre Gehirne brauchten länger, um sich zu entwickeln – als die von Menschenkindern. Es gab keinen Unterschied in der Gehirngröße.

Die Experimente, beschrieben am 27. März in einer Pekinger Zeitschrift, National Science Review, und zuerst gemeldet B. von chinesischen Medien, sind weit davon entfernt, die Geheimnisse des menschlichen Geistes zu entschlüsseln oder zu einem Aufstand intelligenter Primaten zu führen.

Stattdessen nannten mehrere westliche Wissenschaftler, darunter einer, der an den Bemühungen mitgearbeitet hatte, die Experimente rücksichtslos und sagten, sie stellten die Ethik der genetischen Veränderung von Primaten in Frage, ein Gebiet, in dem China einen technologischen Vorsprung erlangt hat.

Die Verwendung von transgenen Affen zur Untersuchung menschlicher Gene, die mit der Evolution des Gehirns in Verbindung stehen, ist ein sehr riskanter Weg, sagt James Sikela, ein Genetiker, der vergleichende Studien unter Primaten an der University of Colorado durchführt. Er befürchtet, dass das Experiment eine Missachtung der Tiere darstellt und bald zu noch extremeren Modifikationen führen wird. Es ist ein klassisches Problem mit schiefem Abhang und eines, von dem wir erwarten können, dass es wieder auftritt, wenn diese Art von Forschung fortgesetzt wird, sagt er.

Die Forschung mit Primaten wird in Europa und den USA immer schwieriger, aber China hat sich beeilt, die neuesten Hightech-DNA-Werkzeuge an den Tieren anzuwenden. Das Land war das erste Land, das mit dem Gen-Editing-Tool CRISPR veränderte Affen erschuf, und im Januar dieses Jahres gab ein chinesisches Institut bekannt, dass es ein halbes Dutzend Klone eines Affen mit a schwere geistige Störung .

Es ist besorgniserregend, dass das Feld auf diese Weise überrollt wird, sagt Sikela.

Evolutionsgeschichte

Su, eine Forscherin am Kunming Institute of Zoology, ist auf die Suche nach Anzeichen darwinistischer Selektion spezialisiert – also nach Genen, die sich ausbreiten, weil sie erfolgreich sind. Seine Suche umfasste Themen wie die Anpassung der Himalaya-Yaks an große Höhen und die Entwicklung der menschlichen Hautfarbe als Reaktion auf kalte Winter.

Das größte Rätsel von allen ist jedoch die Intelligenz. Was wir wissen, ist, dass die Gehirne unserer menschenähnlichen Vorfahren schnell an Größe und Kraft zunahmen. Um die Gene zu finden, die die Veränderung verursacht haben, haben Wissenschaftler nach Unterschieden zwischen Menschen und Schimpansen gesucht, deren Gene unseren zu etwa 98 % ähnlich sind. Das Ziel, sagt Sikela, war die Ortung die Juwelen unseres Genoms – das heißt, die DNA, die uns zu einzigartigen Menschen macht.

Zum Beispiel ein beliebtes Kandidatengen namens FOXP2 – das Sprachgen in Presseberichten – wurde berühmt für seine potenzielle Verbindung zur menschlichen Sprache. (Eine britische Familie, deren Mitglieder eine abnormale Version geerbt hatten, hatte Probleme beim Sprechen.) Wissenschaftler von Tokio bis Berlin mutierten bald das Gen in Mäusen und hörten mit Ultraschallmikrofonen, um zu sehen, ob sich ihr Quietschen veränderte.

Su war von einem anderen Gen fasziniert: MCPH1 , oder Mikrozephalin. Nicht nur die Sequenz des Gens unterschied sich zwischen Menschen und Affen, Babys mit Mikrozephalin-Schäden werden auch mit winzigen Köpfen geboren, was eine Verbindung zur Gehirngröße herstellt. Mit seinen Schülern verwendete Su einmal Messschieber und Kopfschlüssel, um die Köpfe von 867 chinesischen Männern und Frauen zu messen, um zu sehen, ob die Ergebnisse durch Unterschiede im Gen erklärt werden könnten.

Im Jahr 2010 sah Su jedoch die Möglichkeit, ein potenziell definitiveres Experiment durchzuführen – die Zugabe des menschlichen Mikrozephalingens zu einem Affen. China hatte bis dahin begonnen, seine beträchtlichen Zuchtanlagen für Affen (das Land exportiert mehr als 30.000 pro Jahr) mit den neuesten genetischen Werkzeugen zu paaren, eine Anstrengung, die daraus geworden ist ein Mekka für ausländische Wissenschaftler, die Affen zum Experimentieren brauchen.

Um die Tiere zu erschaffen, setzten Su und Mitarbeiter des Yunnan Key Laboratory of Primate Biomedical Research Affenembryos einem Virus aus, das die menschliche Version von Mikrozephalin trägt. Sie erzeugten 11 Affen, von denen fünf überlebten, um an einer Reihe von Gehirnmessungen teilzunehmen. Diese Affen haben jeweils zwischen zwei und neun Kopien des menschlichen Gens in ihrem Körper.

Sus Affen werfen einige ungewöhnliche Fragen zu Tierrechten auf. Im Jahr 2010 schrieben Sikela und drei Kollegen eine Arbeit mit dem Titel Die Ethik der Verwendung transgener nichtmenschlicher Primaten, um zu untersuchen, was uns zu Menschen macht , in dem sie zu dem Schluss kamen, dass Menschenaffen wie Schimpansen niemals menschliche Gehirngene hinzugefügt werden sollten, weil sie uns zu ähnlich sind.

Sie gehen einfach in der allgemeinen Vorstellung sofort zum Planet der Affen, sagt Jacqueline Glover, eine Bioethikerin von der University of Colorado, die eine der Autoren war. Sie zu vermenschlichen bedeutet Schaden zuzufügen. Wo würden sie leben und was würden sie tun? Erschaffe kein Wesen, das in keinem Kontext ein sinnvolles Leben führen kann.

Die Autoren kamen jedoch zu dem Schluss, dass es akzeptabel sein könnte, solche Änderungen an Affen vorzunehmen.

In einer E-Mail sagt Su, dass er zustimmt, dass Affen den Menschen so nahe stehen, dass ihr Gehirn nicht verändert werden sollte. Aber Affen und Menschen hatten zuletzt vor 25 Millionen Jahren einen gemeinsamen Vorfahren. Für Su zerstreut das die ethischen Bedenken. Obwohl ihr Genom unserem ähnlich ist, gibt es auch zig Millionen Unterschiede, sagt er. Er glaubt nicht, dass die Affen mehr als Affen werden. Unmöglich, indem man nur ein paar menschliche Gene einführt, sagt er.

Intelligenter Affe?

Nach ihren Experimenten zu urteilen, erwartete das chinesische Team, dass ihre transgenen Affen mit einer erhöhten Intelligenz und Gehirngröße enden könnten. Aus diesem Grund steckten sie die Kreaturen in MRT-Geräte, um ihre weiße Substanz zu messen, und führten computergestützte Gedächtnistests durch. Laut ihrem Bericht hatten die transgenen Affen kein größeres Gehirn, aber sie schnitten bei einem Kurzzeitgedächtnis-Quiz besser ab, eine Erkenntnis, die das Team für bemerkenswert hält.

Mehrere Wissenschaftler glauben, dass das chinesische Experiment nicht viele neue Informationen geliefert hat. Einer von ihnen ist Martin Styner, ein Informatiker und MRT-Spezialist der University of North Carolina, der unter den Co-Autoren des chinesischen Berichts aufgeführt ist. Styner sagt, seine Rolle habe sich darauf beschränkt, chinesische Studenten darin zu schulen, Gehirnvolumendaten aus MRT-Bildern zu extrahieren, und er erwäge, seinen Namen aus der Zeitung zu streichen, von der er sagt, dass er keinen Verleger im Westen finden konnte.

Es gibt eine Reihe von Aspekten dieser Studie, die man in den USA nicht machen könnte, sagt Styner. Es warf Fragen zur Art der Forschung auf und ob die Tiere angemessen versorgt wurden.

Nach dem, was er gesehen hat, sagt Styner, dass er sich nicht auf weitere Evolutionsforschung an transgenen Affen freut. Ich glaube nicht, dass das eine gute Richtung ist, sagt er. Jetzt haben wir dieses Tier geschaffen, das anders ist, als es sein sollte. Wenn wir Experimente durchführen, müssen wir ein gutes Verständnis dafür haben, was wir zu lernen versuchen, um der Gesellschaft zu helfen, und das ist hier nicht der Fall. Ein Problem ist, dass gentechnisch veränderte Affen teuer in der Herstellung und Pflege sind. Mit nur fünf modifizierten Affen ist es schwierig, eindeutige Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, ob sie sich in Bezug auf Gehirngröße oder Gedächtnisleistung wirklich von normalen Affen unterscheiden. Sie versuchen, die Entwicklung des Gehirns zu verstehen. Und ich glaube nicht, dass sie dort ankommen, sagt Styner.

In einer E-Mail stimmte Su zu, dass die geringe Anzahl an Tieren eine Einschränkung sei. Er sagt aber, er habe eine Lösung. Er macht mehr aus den Affen und testet auch neue Gehirnevolutionsgene. Einer, den er im Auge hat, ist SRGAP2C , eine DNA-Variante, die vor etwa zwei Millionen Jahren entstand, genau als Australopithecus überließ die afrikanische Savanne den frühen Menschen. Dieses Gen wurde als das bezeichnet Menschlichkeit wechseln und das fehlende genetische Verbindung für seine wahrscheinliche Rolle bei der Entstehung der menschlichen Intelligenz.

Su sagt, er habe es Affen hinzugefügt, aber es sei noch zu früh, um die Ergebnisse zu sagen.

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