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    Das sogenannte Gen ARHGAP11B bringt Hirn-Stammzellen dazu, einen größeren Stammzell-Pool zu bilden, so dass mehr Nervenzellen entstehen können.

     

Spezielles Gen steuert die Hirngröße

Ein spezielles Gen, das unsere Hirngröße steuert und das nur der Mensch besitzt, haben Forscher am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden identifiziert. Das sogenannte Gen ARHGAP11B bringt Hirn-Stammzellen dazu, einen größeren Stammzell-Pool zu bilden, so dass mehr Nervenzellen entstehen können.

Rund 99 Prozent der Gene sind beim Menschen und beim Schimpansen gleich. Dennoch ist das Gehirn des Menschen rund dreimal so groß wie das von Schimpansen. Im Laufe der Evolution müssen demnach in unserem Genom Veränderungen erfolgt sein, die dieses Hirnwachstum ausgelöst haben. Das von den Forschern entdeckte Gen kann offenbar zur Vermehrung basaler Hirn-Stammzellen beitragen und so eine Auffaltung der Großhirnrinde auslösen. ARHGAP11B ist dabei nur beim Menschen sowie dem ausgestorbenen Neandertaler und Denisova-Menschen, nicht aber in Schimpansen nachzuweisen. Es bringt durch die Vermehrung des Stammzell-Pools das Großhirn zur Expansion.

Die Erkenntnisse basieren auf einer neu entwickelten Methode, mit der es der Arbeitsgruppe um Wieland Huttner aus Dresden möglich war, spezielle Subpopulationen der Hirn-Stammzellen aus dem sich entwickelnden menschlichen Großhirn zu gewinnen. Die Forscher isolierten zunächst Stamm- und Vorläuferzelltypen aus fötalem Großhirngewebe von Menschen und Mäusen, bei denen das Hirn anders als beim Menschen nicht groß und gefaltet ist, sondern klein und glatt. Beim Vergleich der in den verschiedenen Zelltypen aktiven Gene konnten sie 56 Gene identifizieren, die nur beim Menschen vorkommen und eine Rolle bei der Gehirnentwicklung spielen könnten. „Uns fiel auf, dass das Gen ARHGAP11B insbesondere in den basalen Hirn-Stammzellen aktiv ist. Diese Zellen sind für die Expansion der Großhirnrinde im Laufe der Evolution besonders wichtig“, berichtet Marta Florio, Doktorandin in der Dresdner Arbeitsgruppe.

Quasi eine Gegenprobe bestätigte die Hypothese: Das Einbringen des menschenspezifischen Gens in das kleinere Hirn von Mausembryonen führte in diesen zu einer deutlichen Vermehrung der Hirn-Stammzellen. Bei etwa der Hälfte der Tiere faltete sich die Großhirnrinde sogar, wie es ansonsten nur beim Menschen typisch ist. Die Befunde lassen vermuten, so das Fazit der Forscher, dass dem Gen ARHGAP11B eine Schlüsselrolle bei der evolutionären Expansion der menschlichen Großhirnrinde zukommt.

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