Il gene ARHGAP11B aumenta le dimensioni del cervello

L’espansione del cervello umano durante l’evoluzione, in particolare della neocorteccia, è legata alle capacità cognitive come il ragionamento e il linguaggio. Un certo gene chiamato ARHGAP11B, che si trova solo nell’uomo, innesca le cellule staminali cerebrali per formarne di più, un prerequisito per un cervello più grande. Studi precedenti hanno dimostrato che ARHGAP11B, quando espresso in topi e furetti a livelli fisiologicamente elevati, provoca una neocorteccia espansa, ma la sua rilevanza per l’evoluzione dei primati non è chiara.

I ricercatori del Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) di Dresda, insieme ai colleghi del Central Institute for Experimental Animals (CIEA) di Kawasaki, entrambi situati in Giappone, mostrano ora che questo gene specifico per l’uomo, quando espresso a livelli fisiologici, provoca una neocorteccia allargata nella marmoset comune, una scimmia moderna. Ciò suggerisce che il gene ARHGAP11B potrebbe aver causato l’espansione della neocorteccia durante l’evoluzione umana. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Science.

Il gene ARHGAP11B e le dimensioni del cervello

La neocorteccia umana, la parte evolutivamente più giovane della corteccia cerebrale, è circa tre volte più grande di quella dei parenti umani più vicini, gli scimpanzé, e la sua piegatura in rughe è aumentata durante l’evoluzione per adattarsi allo spazio ristretto del cranio. Una domanda chiave per gli scienziati è come la neocorteccia umana è diventata così grande. In uno studio del 2015, il gruppo di ricerca di Wieland Huttner, direttore fondatore di MPI-CBG, ha scoperto che sotto l’influenza del gene ARHGAP11B specifico per l’uomo, gli embrioni di topo producevano molte più cellule progenitrici neurali e potevano persino subire il ripiegamento del loro normale neocorteccia spiegata. I risultati hanno suggerito che il gene ARHGAP11B svolge un ruolo chiave nell’espansione evolutiva della neocorteccia umana.

Michael Heide, uno scienziato, spiega: “Abbiamo scoperto infatti che la neocorteccia del cervello marmoset comune è stata allargata e la superficie del cervello piegata. Anche la sua piastra corticale era più spessa del normale. Inoltre, abbiamo potuto vedere un numero maggiore di progenitori della glia radiale basale nella zona subventricolare esterna e un numero crescente di neuroni dello strato superiore, il tipo di neurone che aumenta nell’evoluzione dei primati.”