Forscher züchten erstmals Neandertaler-Minihirne

23. Juni 2018, 18:00
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War der Neandertaler weniger hell im Kopf als der moderne Mensch? Forscher gehen dieser Frage mit einer etwas verrückt anmutenden Methode nach.

Es ist zweifellos eine der spannendsten Fragen, die Anthropologen und ihre Fachkollegen umtreibt: Was war verantwortlich dafür, dass vor rund 30.000 Jahren die Neandertaler ausstarben und der moderne Mensch als einziger Vertreter der Gattung Homo übrig blieb?

Die Publikationen zu diesem Thema gehen längst in die Tausende. Das liegt auch daran, dass sich all die aufgestellten Hypothesen empirisch nur schwer überprüfen lassen. Mit der Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms im Jahr 2009 durch Forscher um den Paläogenetik-Pionier Svante Pääbo erhoffte man sich harte Fakten. Und tatsächlich wies die Neandertaler-DNA zwar nur wenige, aber doch signifikante Abweichungen von der unsrigen auf.

Vermutung der höheren Intelligenz

Doch können diese Unterschiede im Genom unsere vermutete geistige Überlegenheit erklären? An der Gehirngröße selbst kann es jedenfalls nicht gelegen haben, denn in den Schädeln unserer nächsten Verwandten war mehr Platz für graue Zellen als bei uns. Doch da sich von der Hirnmasse selbst natürlich nichts erhalten hat, konnten Forscher bisher nur die Hohlräume in den Schädeln studieren.

foto: ap
Nachbildung des Kopfes eines vierjährigen Neandertalerkindes, basierend auf computerunterstützten Rekonstruktionen des Schädels

Anlässlich seines jüngsten Vortrags in Wien deutete Pääbo, der am Donnerstag den Körber-Preis gewann, eine neue Möglichkeit an, wie man den Unterschieden in Hirn und Hirnentwicklung von Neandertaler und modernem Menschen auf die Spur kommen könnte: durch die Züchtung von Neandertaler-Minihirnen.

Kombination von drei neuen Methoden

Das klingt spektakulär – und ist es auch, obwohl diese sogenannten Organoide eher nur Stecknadelkopfgröße erreichen. Möglich wurde dieser Ansatz durch die Kombination von drei heißen Forschungsfeldern: der Analyse alter DNA, der Genschere CRISPR/Cas9 und der Züchtung von Mini-Hirnen, die am IMBA in Wien erfunden wurde.

Das Wissenschaftsmagazin Science berichtete dieser Tage online über vielversprechende Fortschritte bei diesen Experimenten – und erste, noch unpublizierte Zwischenergebnisse. Konkret geht es um die Forschungen eines Teams um Allyson Muotri (Universität von Kalifornien in San Diego), dem es gelang, in Stammzellen die Neandertaler-Version des Gens NOVA1 punktgenau mittels CRISPR/Cas9 einzufügen.

Verblüffende Minihirnunterschiede

Diese veränderten Stammzellen wuchsen dann – so wie ihre menschlichen Pendants mit normalem NOVA1-Gen – zu Minihirnen heran, um die Großhirnrinde im Kleinen nachzubilden. Tatsächlich zeigten sich dabei verblüffende Unterschiede: So wanderten die Neandertaler-Hirnzellen schneller innerhalb des Organoids und ähnelten letztlich kleinen Popcorns, während die menschlichen Organoide kugelige Formen bildeten.

foto: labor von alysson muotri (ucsd)
Oben: Aus menschlichen Stammzellen gezüchtete Minihirne. Unten: Minihirne mit der Neandertalerversion des NOVA1-Gens.

Und die Neandertaler-Organoide wiesen in ihrer inneren Organisation entfernte Ähnlichkeiten mit Hirnen von Menschen auf, die unter neurologischen Defekten wie Autismus leiden.

Frankenstein lässt grüßen

Was Muotri mit den Minihirnen plant, klingt im Vergleich dazu dann allerdings richtig verrückt: Er will nämlich die menschlichen Organoide mit Robotern verbinden, die wie Krabben aussehen, und hofft, dass die Minihirne lernen werden, die Maschinen zu steuern. Sollte das klappen, möchte er sie gegen solche kämpfen lassen, die von Neandertaler-Minihirnen gesteuert werden. (Klaus Taschwer, 23.6.2018)

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