Forscher identifizieren genetische Variante, die die Entwicklung der menschlichen Schädelbasis mitgeprägt hat

Der Mensch, Homo sapiens, weist im Vergleich zu anderen eng verwandten Hominiden- und Primatenarten einzigartige Merkmale auf, einschließlich der Form der Schädelbasis. Die diesen Merkmalen zugrunde liegenden evolutionären Veränderungen waren wichtig für die Entwicklung einer größeren Gehirngröße.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie heißt es jedoch: Das American Journal of Human GeneticsEin Team der Tokyo Medical and Dental University (TMDU), der Universität Helsinki und der Universität Barcelona analysierte eine genomische Variante, die für diese einzigartige Morphologie der menschlichen Schädelbasis verantwortlich ist.

Die meisten genomischen Veränderungen, die während der menschlichen Evolution stattgefunden haben, fanden nicht direkt in den Genen selbst statt, sondern in den Regionen, die für die Kontrolle und Regulierung der Genexpression verantwortlich sind. Varianten in denselben Regionen sind häufig mit genetischen Erkrankungen verbunden, die während der gesamten Entwicklung zu einer abweichenden Genexpression führen. Die Identifizierung und Charakterisierung dieser genomischen Veränderungen ist daher von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der menschlichen Entwicklung und Krankheit.

Die Entwicklung der Schädelbasis, der Schädelbasis, wo sie mit den Halsknochen verbunden ist, war für die Entwicklung des Homo sapiens von entscheidender Bedeutung, da wir eine sehr gebogene Schädelbasis entwickelten, die es uns ermöglichte, die Größe unseres Gehirns zu vergrößern. Daher spielten Varianten, die die Entwicklung dieser Region beeinflussen, wahrscheinlich eine sehr wichtige Rolle in unserer Evolution.

Zunächst suchte das Team nach Varianten in einem einzelnen Buchstaben des DNA-Codes, sogenannten Single-Nucleotide-Polymorphismen (SNPs), die zu einer unterschiedlichen Regulation von Genen in der Basicranial-Region beim Homo sapiens im Vergleich zu anderen ausgestorbenen Homininen führten. Einer dieser SNPs stach heraus, der sich in einem Gen namens TBX1 befindet.

Anschließend zeigten sie anhand von Zelllinien, dass sich der SNP mit der Bezeichnung „rs41298798“ in einer Region befindet, die die Expressionsniveaus des TBX1-Gens reguliert, und dass die „Urform“ des SNP, die in ausgestorbenen Homininen vorkommt, mit einer geringeren Expression verbunden ist Ebenen. Expression von TBX1, während die im Homo sapiens gefundene Form uns höhere TBX1-Spiegel liefert.

„Wir haben dann ein Mausmodell mit geringerer TBX1-Expression verwendet“, erklärt Hauptautorin Noriko Funato, „was zu deutlichen Veränderungen in der Morphologie an der Schädelbasis und einer vorzeitigen Verhärtung eines Gelenks führte, wo Knochen miteinander verschmelzen, was zu einer Einschränkung des Knochenwachstums führte.“ Die Wachstumskapazität des Schädels erinnerte an die grundlegende Morphologie der Neandertaler.

Diese morphologischen Veränderungen spiegeln sich auch in genetischen Erkrankungen des Menschen wider, die mit einer niedrigeren TBX1-Gendosis verbunden sind, wie dem DiGeorge-Syndrom und dem Velokardiofazialen Syndrom, was die Bedeutung dieser genetischen Variante für die Entwicklung unserer einzigartigen Morphologie ab der Schädelbasis weiter unterstreicht.

Die Identifizierung dieser genomischen Variante wirft Licht auf die menschliche Evolution und liefert Einblicke in häufige genetische Erkrankungen, die mit einer geringeren Expression des TBX1-Gens verbunden sind, und ebnet so den Weg für ein besseres Verständnis und Management dieser Erkrankungen.