Ein etwa 3 Millimeter großes Hirnorganoid, das aus Stammzellen eines Schimpansen hergestellt wurde. © Deutsches Primatenzentrum

Menschenaffen und wir: Nur ein Gen macht den Unterschied

Stand: 13.09.2022 11:03 Uhr

Forschende des Göttinger Primatenzentrums haben gezeigt, wie wichtig ein bestimmtes Gen für die Entwicklung des menschlichen Gehirns ist. Der Vergleich von Schimpansen und Menschen zeigt große Unterschiede.

von Leonie Hartge

Ungefähr 99 Prozent unserer Gene teilen wir mit Schimpansen. Trotzdem gibt es viele Unterschiede, vor allem in Bezug auf die kognitiven Fähigkeiten. Nun könnten Forschende einen Grund gefunden haben: ein Gen mit dem sperrigen Namen ARHGAP11B. Wissenschaftler des Deutschen Primatenzentrums in Göttingen fanden gemeinsam mit Kollegen aus Dresden und Mannheim einen großen Effekt beim Einsatz des Gens in Zellen von Menschenaffen.

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Minimale Abweichung macht den kognitiven Unterschied

Verantwortlich sei eine winzige Mutation unserer Gene, die unsere kognitiven Fähigkeiten einzigartig macht, sagt Michael Heide, einer der Hauptautoren der neuen Studie, im Gespräch mit dem NDR Niedersachsen. Nur ein einziges Basenpaar ist ausgetauscht, eine minimale Abweichung bei den weit über drei Milliarden Basenpaaren unseres gesamten Genoms. Eine kleine Veränderung mit riesigen Konsequenzen. Mutationen dieser Art würden zwar häufig vorkommen, hätten jedoch selten solche Konsequenzen. "Das ist wie ein Lottogewinn. Dass eine solche Mutation an genau dieser wichtigen Stelle vorkommt, ist eigentlich sehr unwahrscheinlich," sagt Heide. Das Gen findet sich ausschließlich im Menschen und bei keiner anderen Spezies. Auch nicht bei Menschenaffen wie Schimpansen. Überrascht waren die Forschenden von der Wirkung des Gens, sagt Heide.

Dr. Michael Heide vom Deutschen Primatenzentrum. © Deutsches Primatenzentrum
Studienautor Michael Heide forscht zum Unterschied zwischen Menschenaffen und dem Menschen.
Der Neokortex - verantwortlich für unsere Intelligenz

Die Studie zeigt: Das Gen spielt eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des Neokortex. Dabei handelt es sich um die äußerste Schicht, die den Großteil unseres Gehirns ausmacht. Unser strategisches Denken, unsere Fantasie, Speicherkapazität und Sprache - der Neokortex ist verantwortlich für viele unserer geistigen Fähigkeiten. Aus Sicht der Evolution ist dieser Teil unseres Gehirns der Jüngste und dessen Entwicklung somit einer der Hauptunterschiede zwischen uns und Menschenaffen. Unser Neokortex ist etwa dreimal so groß wie der unseren nächsten Verwandten. Und zwar so groß, dass er sich in unserem Schädel falten muss, damit er überhaupt hineinpasst.

Keine Tierversuche - sondern Zellstrukturen

Experimente an Menschenaffen sind aus ethischen Gründen in Europa schon lange verboten. Deswegen muss eine andere Technik verwendet werden, um das Gehirn untersuchen zu können: sogenannte Organoide. Winzige Zellstrukturen, die aus wenigen Gehirnzellen bestehen. Sie sind nur einige Millimeter groß. Unter dem Mikroskop erinnert der Zellhaufen fast an ein kleines Gehirn. Die Strukturen bestehen aus Stammzellen, die aus Blut oder Hautzellen gezüchtet werden. Diese können sich dann in unterschiedliche Zelltypen entwickeln, auch in Hirnzellen von Schimpansen und Menschen. Während der Studie wurden solche Organoide aus Hirnzellen eines Schimpansen mit dem einzigartigen menschlichen Gen ausgestattet. Daraufhin konnten die Forschenden beobachten, wie die Zahl der Nervenzellen anstieg. Wenn, andersherum, dieses Gen in menschlichen Zellstrukturen ausgeschaltet wurde, blieb die Zahl der Nervenzellen niedrig. So, wie sie es bei einem Schimpansen erwarten würden.

Bald Schimpansen mit menschlicher Intelligenz?

Bedeutet das also, dass wir in naher Zukunft Schimpansen mit menschlicher Intelligenz haben werden wie in dem Film "Planet der Affen"? Wohl nicht. "Für Intelligenz ist mehr als nur viele Neurone wichtig, auch die Vernetzung dieser ist grundlegend für hohe kognitive Funktionen", sagt Heide. Außerdem bleibe das Experimentieren mit Menschenaffen weiterhin verboten. Die Erkenntnisse der Studie könnte naber wohl dabei helfen, Gehirnen von Menschen besser zu verstehen, die fehlgebildet sind. Außerdem sieht Heide eine gewisse Ähnlichkeit zu der Entwicklung einiger Tumorzellen. Das Gen könnte also auch dabei helfen, diese Tumore besser zu verstehen und neue Krebstherapien zu entwickeln.

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Dieses Thema im Programm:

NDR 1 Niedersachsen | Aktuell | 01.07.2022 | 18:00 Uhr

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