Нет, это не мультик Стивена Спилберга и не "Остров доктора Моро" Герберта Уэллса, а вполне реальный эксперимент, проведённый 20 ФЕВРАЛЯ 2015 года. Тогда учёные из университета Дюка ввели в мозг мышей ДНК человека - Мышам пересаживали регуляторную последовательность под названием HARE 5, которую брали из генома шимпанзе и человека. HARE 5 работает энхансером (или помощником-стимулятором) гена Frizzled 8, от которого зависит деление клеток-предшественников корковых нейронов в развивающемся мозге. В результате оказалось, что, по сравнению с энхансером от шимпанзе, человеческий регуляторный фрагмент делал мозг мышей на 12% больше, за счёт увеличения числа нейронов в коре. Может, именно из-за этого отрезка ДНК человек и стал разумным?

Также был обнаружен другой ген, кодирующий информацию о белке, а именно - ген ARHGAP11B. Профессор Виланд Хуттнер (Wieland B. Huttner) и его коллеги из Института молекулярной и клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка пытались выяснить, какие гены управляют развитием мозга у зародышей человека и мыши. В первую очередь авторов работы интересовали молекулярно-генетические отличия между развивающимся мозгом людей и развивающимся мозгом грызунов. Про второй ген известно, что он возник из-за неполного удвоения некоего предкового гена – неполного в том смысле, что в копии не хватало какой-то части оригинала. (В скобках заметим, что так выглядит обычный способ появления новых генов, когда возникает дополнительный вариант какой-то уже существующей последовательности, после чего один из вариантов становится «эволюционным полигоном», вбирающим мутации и приобретающим новые функции). Копирование гена случилось уже после того, как человек откололся от обезьян: ARHGAP11B нет ни у шимпанзе, ни, тем более, у грызунов, однако он есть у неандертальцев и денисовских людей (ещё один вымерший подвид людей, за изучение которых Российская академия наук на днях присудила свою высшую награду). Так что о большой роли этого гена в «оразумливании» человека подозревали давно.

Теперь, можно сказать, подозрения подтвердились. Пересаженный мышам, ARHGAP11B вдвое увеличивал число нейронов в коре; более того, иногда у мышей с ARHGAP11B даже начинали формироваться извилины, которые, как известно, у грызунов полностью отсутствуют. На клеточном уровне действие гена сводилось к тому, что он увеличивал число промежуточных клеток-предшественников и побуждал их чаще делиться перед тем, как они окончательно превратятся в специализированные нейроны. «То, что нам удалось обнаружить, является лишь небольшой частью генетической подоплеки того, почему наш мозг заметно больше, чем у всех других приматов. Наше исследование очень четко показало, насколько сложными были те изменения, которые пережили наши предки во время эволюции. Скорее всего, открытый нами феномен является лишь маленькой частью этого генетического паззла», – рассказал Грегори Рэй (Gregory Wray) из университета Дьюка в Дареме (США).

Как отмечают Рэй и его коллеги, геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, однако наши нервные системы развиваются совершенно по-разному и страдают от разных проблем в старости. Эти различия мешают ученым использовать приматов для изучения различных болезней и того, как человек приобрел способность членораздельно говорить и мыслить. Как отмечают ученые, человеческая и обезьянья версии HARE5 отличаются всего на 16 «букв», но этого достаточно для того, чтобы мозг зародышей мыши начинал развиваться совершенно по разному. Человеческий HARE5 ускоряет рост нервных клеток и заставляет их делиться быстрее, чем этот же участок из ДНК шимпанзе, в результате чего мозг будущей мыши становится на 12% больше. Пока ученые не знают, приобретут ли грызуны в результате такой модификации генома «суперинтеллект» – все зародыши были уничтожены после экспериментов. В ближайшее время Рэй и его коллеги планируют вырастить подобную мышь, и проверить, станет ли она «Брейном» из знаменитого мультсериала Стивена Спилберга про разумных лабораторных мышей, одержимых идеей захвата мира.

Впрочем, это была не единственная попытка учёных создать мышей с человеческим мозгом. Так, в далёком 2005 году, директор Института стволовых клеток университета Стэнфорда, профессор Ирвинг Вайссман намерен в ближайшее время провести эксперимент по созданию мышей, у которых будет полностью человеческий мозг. Учёный планирует ввести человеческие нейроны в мозг эмбриона грызуна. Непосредственно перед рождением эмбрион будет убит. В результате вскрытия Вайссман надеется узнать, сформировалась ли архитектура человеческого мозга. Если это произойдёт, он будет искать следы "познавательных способностей", свойственных людям. Калифорнийский профессор настаивает, что его эксперимент приведёт к лучшему пониманию механизмов работы мозга, что будет полезно для борьбы с рядом заболеваний. Ранее ученому уже удалось создать мышей с мозгом, являющимся человеческим приблизительно на один процент.

Другой готовящийся эксперимент, который вызывает опасение американских академиков - создание человека, рожденного мышами. Для этого грызунов планируется генетически модифицировать таким образом, чтобы они производили человеческие гаметы (сперму и яйцеклетки), из которых и будет выращен человеческий эмбрион. Кто и когда планирует провести такой эксперимент, National Geographic не уточняет. А в 2023 году мир был шокирован, узнав, что ученые имплантировали мышам клетки человеческого мозга и изучили, как операция повлияла на их поведение. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology. Биологи вырастили в пробирке и пересадили органоиды человеческого мозга размером с чечевичное зерно в голову мыши. "Мини-мозг" частично заменил грызунам их собственный. В результате нервные клетки не только прижились, но и начали развиваться: спустя 233 дня их структура и зрелость были сравнимы с мозгом новорожденного.

Поведение мышей с "человеческим" мозгом не отличалось от обычного. В первое время подопытные стали лучше проходить тест на память, но в итоге вернулись к стандартным для них показателям. Ученые полагают, что результаты исследования могут произвести революцию в регенеративной медицине: выращенные клетки можно будет использовать для имплантации людям, и что в недалёком будущем будет возможно вылечить болезнь Альцгеймера и прочие психические заболевания. А вот группа ученых из Брюссельского свободного университета провела эксперимент, в ходе которого мышам пересадили незрелые нейроны человека. Они были получены из эмбриональных стволовых клеток. Специалистов интересовало, смогут ли человеческие нейроны функционировать в организме другого млекопитающего, и по какому принципу они будут развиваться. Как оказалось, нервные клетки развивались с той же скоростью, с которой они росли бы и у человека, то есть несколько месяцев, а не недель. Тем не менее, после этого они «приживались» в мышином мозге и, встроившись в нейронные цепи, правильно реагировали на раздражители. Специалисты рассчитывают, что новые данные позволят эффективнее помогать людям с болезнями, затрагивающими нейроны — например, болезнью Альцгеймера. Исследование было опубликовано в журнале Neuron.

Об этих опытах нейрофизиологи рассказали и на страницах журнала Journal of Neuroscience, а коротко о них сообщает New Scientist. Стив Голдмэн (Steve Goldman ) из Медицинского центра Рочестерского университета извлекли неразвитые нейроглиальные клетки из подаренных университету эмбрионов, и ввели их в мозг мышат. Там клетки выросли и превратились в астроциты. Клетки этого типа играют важную роль в мышлении: они усиливают связи между нейронами (так называемыесинапсы). Астроциты человека в 10-20 раз крупнее мышиных, и обладают в сто раз большим количеством отростков (ганглий), регулирующих передачу сигналов между синапсами. Примерно за год 300 тысяч клеток размножились до 12 миллионов, вытеснив мышиные астроциты к маргинальным участкам. Такое усиление «вычислительных мощностей» не замедлило сказаться на умственных способностях грызунов: например, они в четыре раза дольше помнили о связи определенного звука со слабым электрическим ударом.

Сейчас Голдмэн планирует ввести нейроглиальные клетки человека более умным лабораторным животным — крысам. Ученые уже сделали первые инъекции и сейчас отслеживают пути распространения клеток. Хотя опыты ученого заставляют вспомнить о фильме «Глубокое синее море», где разумные акулы возникают после экспериментов по борьбе с болезнью Альцгеймера, или о рассказе «Цветы для Элджернона», герой которого (лабораторная мышь) усиливает интеллект благодаря хирургической операции, а также о мультсериале Стивена Спилберга "Пинки и Брейн" со зловещим посылом захвата власти над всем миром, Голдмэн настаивает, что новые клетки не приближают мышей к Homo sapiens: «Введение нейроглиальных клеток не дает им никаких человеческих способностей. Наш опыт просто повысил эффективность нейронных сетей животного. Однако мышь все равно осталась мышью», — заявил ученый.

Похоже, настала пора нового литературного сюжета, дабы напомнить исследователям о биоэтике....