In Sachen Zellteilung hatte der Homo sapiens einen Vorteil gegenüber seinen Verwandten wie etwa dem Neandertaler. Im sich entwickelnden Gehirn moderner Menschen brauchen die Stammzellen nämlich länger für ihre Teilung. Und von dieser Zeit profitieren wir.

Warum hat sich der Homo sapiens im Gegensatz zu nahe verwandten Menschenarten durchgesetzt? Dieser Frage gehen Forschende weltweit schon lange nach. Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik hat jetzt ein neues Puzzelteil für die Antwort der Frage festgemacht: die Zellteilung in unserem Körper.

Zeit als Vorteil

Laut den Forschenden dauert die Metaphase, also die zweite Phase der Mitose, beim modernen Menschen länger und ist auch präziser als bei uns verwandten, aber ausgestorbenen Frühmenschenarten wie etwa den Neandertalern. Dafür sorgen Veränderungen an drei Proteinen, die eine Schlüsselrolle in der Metaphase der Zellteilung haben und auch für die Entwicklung der Großhirnrinde im Mutterleib entscheidend sind.

Genauer geht es um ihren Einfluss während der Verteilung der Chromosomen an die beiden Tochterzellen in der Metaphase. Das erste Protein KIF18a ist für die richtige Position der Chromosomen kurz vor ihrer Aufteilung auf die Tochterzellen verantwortlich. Das zweite Protein KNL1 ist Teil des Spindelapparats und das dritte Proteine SPAG5 stabilisiert die Anheftung bestimmter Teile des Spindelapparates an die Chromosomen.

Vielmehr tragen die Proteine durch Mutationen veränderte Aminosäuren – also veränderte Bausteine – die nur bei modernen Menschen zu finden sind. Bei verwandten, ausgestorbenen Arten wie den Neandertalern, den Denisova-Menschen oder auch Menschenaffen kommen sie nicht vor.

Mehr Zeit und weniger Fehler

Für ihre Studie hat das Forschungsteam die DNA, die den genetischen Code für diese Proteine enthält, mithilfe der Genschere Crispr/Cas9 bei Mäusen verändert, damit der genetische Code, dem der menschlichen Proteine entspricht. Es zeigte sie: Die Zellteilung in der Großhirnrinde der genetisch vermenschlichten Mäuse hat länger gedauert als bei anderen Mäusen. Und es kam auch zu weniger Fehlern bei der Chromosomenverteilung.

Laut der Forschenden hatte der Homo sapiens durch die veränderten Zellteilungsproteine einen evolutionären Vorteil, der unter anderem dafür gesorgt hat, dass sich der Homo sapiens durchgesetzt hat. Dabei geht es vor allem darum, dass es weniger Fehler bei der Zellteilung in der Großhirnrinde des Embryos gibt.