Een gen dat verbonden is met de ontwikkeling van het gelaat, geeft aan dat mensen zelf gedomesticeerd zijn



De schattigheid van huisdieren en mensen relatief vlak
gezichten kunnen het werk zijn van een gen dat een aantal belangrijke ontwikkelingsprocessen regelt
cellen, suggereert een studie van in het laboratorium gekweekte menselijke cellen.

Sommige wetenschappers noemen de bevinding als de
eerste echt genetisch bewijs voor twee theorieën over domesticatie. Een van die
ideeën zijn dat gedurende vele generaties, door heethoofden eruit te wieden
ten gunste van de vriendelijke en coöperatieve (SN:
7/6/17
). Als mensen zogenaamd onder elkaar geselecteerd voor tameness
eigenschappen, andere genetische veranderingen opgetreden die resulteerden in mensen, zoals andere gedomesticeerde
dieren, met een ander uiterlijk dan hun voorgangers. Menselijke gezichten zijn
kleiner, platter en hebben minder prominente wenkbrauwen dan Neandertal-gezichten deden,
bijvoorbeeld.

Gedomesticeerde dieren zien er anders uit dan hun
wilde tegenhangers ook. Kortere snuiten, gekrulde staarten, slappe oren en gevlekt
jassen zijn allemaal eigenschappen die de neiging hebben om bij gedomesticeerde dieren op te duiken. Maar totdat
onlangs had niemand een verklaring voor dit 'domesticatiesyndroom'.

Toen in 2014, toen mensen dieren selecteerden voor tameness, gebeurden ze ook
om te selecteren op genetische veranderingen dieSN: 14-7-14). Deze neurale crestcellen zijn al vroeg aanwezig
embryonale ontwikkeling en migreren naar verschillende delen van het embryo waar ze
leiden tot veel weefsels, waaronder botten en kraakbeen in het gezicht, glad
spieren, bijnieren, pigmentcellen en delen van het zenuwstelsel. De
het idee van onderzoekers was dat milde genetische veranderingen neurale toppen kunnen veroorzaken
cellen die ook niet bewegen, wat leidt tot het knuffelige uiterlijk van huisdieren.

Beide grote domesticatie-ideeën zijn geweest
precies dat, met niet veel harde bewijzen voor of tegen. Sommige studies hebben
suggereerde dat verschillen in sommige genen betrokken bij neurale crestcellen
functie kan belangrijk zijn geweest in de domesticatie van
(SN: 11/10/14)
(SN: 27-04-17) en (SN: 5/11/15). Maar geen van die studies
legde uit hoe die genetische verschillen leidden tot veranderd gedrag of uiterlijk
tussen wilde en gedomesticeerde beestjes.

In de nieuwe studie bestudeerden onderzoekers cellen van
mensen met ontwikkelingsstoornissen om te leren wat neurale crestcellen maakt
Kruis aan. Een gen BAZ1B, is een neuraal
crest cel baas, vond het team, die 40 procent van de genen beheert die actief zijn in
die cellen. Wijzigen van niveaus van BAZ1B‘s
eiwit beïnvloedt laboratoriumtests,
de wetenschappers rapporteren 4 december in Wetenschap
Vooruitgang.

Genen onder BAZ1B‘s
richting zijn onder degenen die zowel in dieren tijdens domesticatie en veranderde
in moderne mensen zoals zij evolueerden, vonden de onderzoekers ook. Enkele varianten van
die genen zijn te vinden in bijna elke moderne mens, maar werden niet gevonden of
waren niet zo gangbaar in het DNA van hun uitgestorven Neandertal of
nichten en neven (SN: 9/19/19), zegt het team.

Dat komt allemaal neer op één ding: "We geven de
eerste bewijs van zelf-domesticatie bij mensen ', zegt neurowetenschapper Matteo
Zanella van de Universiteit van Milaan.

Menselijke cellen die opnieuw zijn geprogrammeerd in neurale crestcellen (zoals deze deze microscoopafbeelding) bewegen sneller of langzamer, afhankelijk van hoeveel van een eiwit dat BAZ1B wordt genoemd, hebben nieuwe experimenten. De resultaten ondersteunen ideeën over hoe mensen en huisdieren in de loop van vele generaties vriendelijker zijn geworden, zeggen onderzoekers.García-Castro lab / UC Riverside

Maar Zanella en zijn collega's
conclusie is een gigantische sprong van hun onderzoek naar cellen die in het laboratorium groeien
gerechten, zegt Kenneth Kosik, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië,
Santa Barbara. "Het is een zeer verleidelijk papier," vol interessante ideeën en
gegevensstromen, zegt hij. Maar het verbinden van menselijke evolutie, domesticatie en
ontwikkeling van gelaatstrekken samen op basis van de activiteit van één gen is een
overinterpretatie, zegt Kosik. "Dat soort sprongen horen gewoon niet thuis in een
wetenschappelijk document, wetenschappelijke publicatie."

De onderzoekers deden hun ontdekkingen
door cellen te bestuderen van mensen met twee ontwikkelingsstoornissen, elk
met een groot stuk DNA van chromosoom 7 dat 28 genen bevat,
inclusief BAZ1B. Mensen met Williams-Beuren
syndroom mist dat stukje DNA van één exemplaar van chromosoom 7 en vertrekt
ze met slechts één exemplaar van BAZ1B en
de andere genen. Mensen met de genetische aandoening zijn kenmerkend
spraakzaam, extravert en niet agressief, en hebben ook de neiging om vooral rond te hebben
gezichten met korte neuzen, volle wangen en brede monden met volle lippen.

Aan de andere kant, mensen met wat is
bekend als 7q11.23 duplicatie syndroom hebben een extra kopie van datzelfde stuk van
DNA, waardoor ze drie exemplaren van BAZ1B
en de andere genen. Mensen met het gedupliceerde DNA hebben de tegenovergestelde symptomen:
Ze zijn meestal agressief, hebben soms moeite met praten en hebben
autisme-achtige kenmerken die hun vermogen om te socialiseren beïnvloeden. Hun gezicht
functies zijn ook overdreven maar verschillen van het Williams-syndroom.

Die combinatie van gedragsextremen
en overdreven gelaatstrekken lijken erop te wijzen dat tameness en fysiek
veranderingen gaan hand in hand net zoals onderzoekers voor mensen hebben voorgesteld
zelf-domesticatie en domesticatie-syndroom bij andere dieren.

BAZ1B
was al bekend dat het de neurale crest-celfunctie beïnvloedt. Dus zijn acties indringend
in cellen van mensen met de syndromen leek waarschijnlijk meer te onthullen over hoe
moderne menselijke gezichten zijn geëvolueerd, zegt neurowetenschapper en coauteur Alessandro
Vitriolo, ook van de Universiteit van Milaan. De onderzoekers redeneerden dat
variaties in BAZ1B en zijn eiwit kan
lichtjes hun functie of hoeveel van het eiwit wordt geproduceerd, leidend
tot langzamere neurale topcelbewegingen en de kenmerken van domesticatie.
Maar eerst moest het team weten of de hoeveelheden van het BAZ1B-eiwit werden gewijzigd
had enig effect op neurale crestcellen. Dus herprogrammeerden de onderzoekers de huid
cellen van mensen met Williams of het duplicatiesyndroom in stamcellen.
De wetenschappers groeiden vervolgens de stamcellen uit tot neurale crestcellen.

Ter vergelijking heeft het team ook neuraal gemaakt
topcellen van mensen die zich normaal ontwikkelen en die de gebruikelijke twee exemplaren hebben
van BAZ1B en andere 27 genen Ook inbegrepen
waren cellen van een persoon met een milde vorm van het Williams-syndroom. Die persoon was
mist veel van de genen in de regio, maar had er nog twee exemplaren van BAZ1B.

Het team gebruikte ook genetische trucs om
verlaag de niveaus van het BAZ1B-eiwit om er zeker van te zijn dat eventuele effecten te wijten waren aan de
BAZ1B gen en niet een van de andere
nabijgelegen genen. Toen onderzoekers deze eiwitniveaus in elk van de
verschillende soorten cellen, de neurale topcellen bewogen langzamer. Andere genen
activiteiten werden ook beïnvloed door de dosis van BAZ1B en het eiwit in cellen, vonden de onderzoekers.

Die resultaten correleren de hoeveelheid
BAZ1B-eiwit met cellulaire biologie is precies wat zou worden verwacht als een
neuraal crestcelgen waren verantwoordelijk voor het domesticatiesyndroom, zegt Adam
Wilkins, een evolutiebioloog en een van de auteurs van de paper uit 2014. De
het meest overtuigende stukje bewijs voor hem was de ontdekking die BAZ1B lijkt de activiteit van te beïnvloeden
sommige genen die bij moderne mensen zijn veranderd van de vormen die worden gezien in
Neandertals en Denisovans.

Zonder die link zouden de gegevens 'dat doen
eigenlijk gewoon een interessante set correlaties zijn, ”zegt Wilkins, an
onafhankelijk onderzoeker in Berlijn. De onderzoekers 'hebben genetisch bepaald
bewijs voor het koppelen van genactiviteit aan paleoantropologische geschiedenis. ”Toch geeft hij toe
dat hij enige ongerustheid heeft over de ingrijpende conclusies van de studie, hoewel hij
was niet klaar om die twijfels te verwoorden.

Andere onderzoekers zijn enthousiaster.
“Dit is de sterkste test tot nu toe van de menselijke zelf-domesticatiehypothese, en
lijkt het idee te ondersteunen dat mensen, net als veel andere dieren, zijn geëvolueerd
vanwege de selectie op vriendelijkheid die ook andere functies zoals de onze heeft gevormd
gezichten ', zegt Brian Hare, een evolutionair antropoloog bij Duke
Universiteit.