ヒト固有のARHGAP11Bは、人類の脳のオルガノイドのヒトのような基底前駆細胞レベルを保証します

ヒト固有の遺伝子ARHGAP11Bは、ヒト新皮質の拡大に関与しています。ただし、人類の進化中のこの拡大に対するARHGAP11Bの貢献の程度は不明です。ここでは、チンパンジーおよびヒト脳オルガノイドのARHGAP11Bレベルと機能の遺伝的操作により、この問題に対処します。チンパンジー脳オルガノイドにおけるARHGAP11B発現は、新皮質拡大において重要な役割を果たす皮質前駆細胞のクラスである基底前駆細胞レベルを2倍にします。逆に、ヒト脳オルガノイドにおけるArhgap11bの機能との干渉は、基底前駆細胞をチンパンジーレベルまで減少させます。さらに、ARHGAP11AまたはARHGAP11B Rescue実験ARHGAP11AとARHGAP11Bダブルノックアウトヒト前脳オルガノイドは、ARHGAP11Bの欠如が、基底半径の拡張の基底前拡張の基底透過性の基底前拡張の存在を減少させることを示しています。まとめると、我々の発見は、ARHGAP11Bが胎児の人間の新皮質を特徴付ける上昇する基底前駆細胞レベルを確保するために必要かつ十分であることを示しており、このヒト特異的遺伝子が人間の進化中の新皮質拡大の主要な貢献者であることを示唆しています。

The human-specific gene ARHGAP11B has been implicated in human neocortex expansion. However, the extent of ARHGAP11B's contribution to this expansion during hominid evolution is unknown. Here we address this issue by genetic manipulation of ARHGAP11B levels and function in chimpanzee and human cerebral organoids. ARHGAP11B expression in chimpanzee cerebral organoids doubles basal progenitor levels, the class of cortical progenitors with a key role in neocortex expansion. Conversely, interference with ARHGAP11B's function in human cerebral organoids decreases basal progenitors down to the chimpanzee level. Moreover, ARHGAP11A or ARHGAP11B rescue experiments in ARHGAP11A plus ARHGAP11B double-knockout human forebrain organoids indicate that lack of ARHGAP11B, but not of ARHGAP11A, decreases the abundance of basal radial glia-the basal progenitor type thought to be of particular relevance for neocortex expansion. Taken together, our findings demonstrate that ARHGAP11B is necessary and sufficient to ensure the elevated basal progenitor levels that characterize the fetal human neocortex, suggesting that this human-specific gene was a major contributor to neocortex expansion during human evolution.