Kinesiske forskere har plassert menneskelige hjernegener i aper - og ja, de kan være smartere

Ms. Tech; Evolusjon: Wikimedia commons

Menneskelig intelligens er en av evolusjonens mest konsekvente oppfinnelser. Det er resultatet av en sprint som startet for millioner av år siden, og som førte til stadig større hjerner og nye evner. Etter hvert sto menneskene oppreist, tok opp plogen og skapte sivilisasjonen, mens våre primater ble værende i trærne.

Nå rapporterer forskere i Sør-Kina at de har forsøkt å begrense det evolusjonære gapet, og skapt flere transgene makakaper med ekstra kopier av et menneskelig gen som mistenkes for å spille en rolle i å forme menneskelig intelligens.

Dette var det første forsøket på å forstå utviklingen av menneskelig kognisjon ved å bruke en transgen apemodell, sier Bing Su, genetikeren ved Kunming Institute of Zoology som ledet innsatsen.

I følge funnene deres klarte de modifiserte apene seg bedre på en minnetest som involverte farger og blokkbilder, og hjernen deres tok også lengre tid å utvikle – slik menneskebarn gjør. Det var ingen forskjell i hjernestørrelse.

Eksperimentene, beskrevet den 27. mars i et Beijing-tidsskrift, National Science Review, og først rapportert av kinesiske medier, forblir langt fra å finne hemmelighetene til det menneskelige sinnet eller føre til et opprør av brainy primater.

I stedet kalte flere vestlige forskere, inkludert en som samarbeidet om innsatsen, eksperimentene hensynsløse og sa at de stilte spørsmål ved etikken ved genmodifiserende primater, et område hvor Kina har grepet en teknologisk fordel.

Bruken av transgene aper for å studere menneskelige gener knyttet til hjernens utvikling er en veldig risikabel vei å ta, sier James Sikela, en genetiker som utfører sammenlignende studier blant primater ved University of Colorado. Han er bekymret for at forsøket viser ignorering av dyrene og snart vil føre til mer ekstreme modifikasjoner. Det er en klassisk glidebane som vi kan forvente vil gjenta seg etter hvert som denne typen forskning drives, sier han.

Forskning ved bruk av primater er stadig vanskeligere i Europa og USA, men Kina har hastet med å bruke de siste høyteknologiske DNA-verktøyene på dyrene. Landet var først til å lage aper endret med genredigeringsverktøyet CRISPR, og i januar kunngjorde et kinesisk institutt at de hadde produsert et halvt dusin kloner av en ape med en alvorlig psykisk forstyrrelse .

Det er urovekkende at feltet dampruller på denne måten, sier Sikela.

Evolusjonshistorie

Su, en forsker ved Kunming Institute of Zoology, spesialiserer seg på å lete etter tegn på darwinistisk seleksjon – det vil si gener som har spredt seg fordi de er vellykkede. Hans søken har spennet over temaer som Himalaya-yaks tilpasning til høye høyder og utviklingen av menneskelig hudfarge som svar på kalde vintre.

Den største gåten av alle er imidlertid intelligens. Det vi vet er at våre menneskelignende forfedres hjerner raskt vokste i størrelse og kraft. For å finne genene som forårsaket endringen, har forskere søkt etter forskjeller mellom mennesker og sjimpanser, hvis gener er omtrent 98 % like våre. Målet, sier Sikela, var å lokalisere juvelene i genomet vårt – det vil si DNA-et som gjør oss til et unikt menneske.

For eksempel kalles et populært kandidatgen FOXP2 – språkgenet i presserapporter – ble kjent for sin potensielle kobling til menneskelig tale. (En britisk familie hvis medlemmer arvet en unormal versjon hadde problemer med å snakke.) Forskere fra Tokyo til Berlin muterte snart genet i mus og lyttet med ultralydmikrofoner for å se om knirkingen deres endret seg.

Su ble fascinert av et annet gen: MCPH1 eller mikrocefalin. Ikke bare skilte gensekvensen mellom mennesker og aper, men babyer med skade på mikrocefalin blir født med små hoder, noe som gir en kobling til hjernestørrelse. Sammen med elevene sine brukte Su en gang skyvelære og hodenøkler for å måle hodene til 867 kinesiske menn og kvinner for å se om resultatene kunne forklares med forskjeller i genet.

Innen 2010 så Su imidlertid en sjanse til å utføre et potensielt mer definitivt eksperiment – ​​å legge til det menneskelige mikrocefalingenet til en ape. Kina hadde da begynt å koble sammen sine betydelige avlsfasiliteter for aper (landet eksporterer mer enn 30 000 i året) med de nyeste genetiske verktøyene, en innsats som har gjort det til et mekka for utenlandske forskere som trenger aper å eksperimentere med.

For å skape dyrene, eksponerte Su og samarbeidspartnere ved Yunnan Key Laboratory of Primate Biomedical Research embryoer fra ape for et virus som bærer den menneskelige versjonen av mikrocefalin. De genererte 11 aper, hvorav fem overlevde for å ta del i et batteri av hjernemålinger. Disse apene har hver mellom to og ni kopier av det menneskelige genet i kroppen.

Sus aper reiser noen uvanlige spørsmål om dyrs rettigheter. I 2010 skrev Sikela og tre kolleger en artikkel kalt Etikken ved å bruke transgene ikke-menneskelige primater for å studere hva som gjør oss til mennesker , der de konkluderte med at menneskelige hjernegener aldri bør legges til aper, som sjimpanser, fordi de er for like oss.

Du går bare til Apenes planet umiddelbart i den populære fantasien, sier Jacqueline Glover, en bioetiker fra University of Colorado som var en av forfatterne. Å menneskeliggjøre dem er å forårsake skade. Hvor ville de bo og hva ville de gjøre? Ikke skap et vesen som ikke kan ha et meningsfylt liv i noen sammenheng.

Forfatterne konkluderte imidlertid med at det kan være akseptabelt å gjøre slike endringer på aper.

I en e-post sier Su at han er enig i at aper er så nærme mennesker at hjernen deres ikke bør endres. Men aper og mennesker delte sist en stamfar for 25 millioner år siden. For Su, det lindrer de etiske bekymringene. Selv om genomet deres er nært vårt, er det også titalls millioner forskjeller, sier han. Han tror ikke apene vil bli noe mer enn aper. Umulig ved å introdusere bare noen få menneskelige gener, sier han.

Smart ape?

Ut fra eksperimentene deres, forventet det kinesiske teamet at deres transgene aper kunne ende opp med økt intelligens og hjernestørrelse. Det er derfor de satte skapningene i MR-maskiner for å måle den hvite substansen deres og ga dem datastyrte minnetester. I følge rapporten deres hadde ikke de transgene apene større hjerner, men de gjorde det bedre på en korttidsminnequiz, et funn teamet anser som bemerkelsesverdig.

Flere forskere mener det kinesiske eksperimentet ikke ga mye ny informasjon. En av dem er Martin Styner, en informatiker ved University of North Carolina og spesialist i MR som er oppført blant medforfatterne av den kinesiske rapporten. Styner sier at rollen hans var begrenset til å trene kinesiske studenter til å trekke ut hjernevolumdata fra MR-bilder, og at han vurderte å fjerne navnet sitt fra avisen, som han sier ikke klarte å finne en utgiver i Vesten.

Det er en haug med aspekter ved denne studien som du ikke kunne gjort i USA, sier Styner. Det reiste spørsmål om type forskning og om dyrene ble tatt godt vare på.

Etter det han har sett, sier Styner at han ikke ser frem til mer evolusjonsforskning på transgene aper. Jeg synes ikke det er en god retning, sier han. Nå har vi skapt dette dyret som er annerledes enn det skal være. Når vi gjør eksperimenter, må vi ha en god forståelse for hva vi prøver å lære, for å hjelpe samfunnet, og det er ikke tilfelle her. Et problem er at genmodifiserte aper er dyre å lage og ta vare på. Med bare fem modifiserte aper er det vanskelig å komme til sikre konklusjoner om hvorvidt de virkelig skiller seg fra normale aper når det gjelder hjernestørrelse eller hukommelsesferdigheter. De prøver å forstå hjernens utvikling. Og jeg tror ikke de kommer dit, sier Styner.

I en e-post var Su enig i at det lille antallet dyr var en begrensning. Han sier han har en løsning. Han lager flere av apene og tester også nye hjerneutviklingsgener. En han har øye på er SRGAP2C , en DNA-variant som oppsto for rundt to millioner år siden, akkurat når Australopithecus ga den afrikanske savannen til tidlige mennesker. Det genet har blitt kalt menneskeheten bryter og manglende genetisk kobling for dens sannsynlige rolle i fremveksten av menneskelig intelligens.

Su sier at han har lagt det til aper, men at det er for tidlig å si hva resultatene er.

gjemme seg