27.10.2026
Was uns zum Menschen macht: Forschende vergleichen die Gehirnentwicklung von Menschen, Schimpansen und Gorillas
Mikroskopische Aufnahme eines menschlichen Gehirnorganoids. Das Organoid wurde mit einem speziellen Farbstoff gefärbt, um die Zellform und die Verzweigungen hervorzuheben.
Wie konnte das menschliche Gehirn so viel größer werden als das unserer nächsten Verwandten? Das liegt nicht nur an neuen Genen, sondern auch daran, wie wir die Gene nutzen, die wir mit den Menschenaffen teilen. Ein internationales Team um Prof. Mareike Albert von der Technischen Universität Dresden (TUD) hat mithilfe von aus Stammzellen gezüchteten Gehirnorganoiden die frühe Hirnentwicklung von Menschen, Schimpansen und Gorillas verglichen. Das Ergebnis: Beim Menschen steigern genetische Schalter die Aktivität bestimmter Gene. Vermutlich verzweigen sich dadurch die Zellen, die das Gehirn aufbauen, stärker – eine Eigenschaft, die mit der Bildung von mehr Nervenzellen und damit mit einem größeren Gehirn in Verbindung steht. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.
Der Neokortex ist die Hirnregion, die für abstraktes Denken, langfristige Planung und Sprache zuständig ist. Beim Menschen fällt der Neokortex deutlich größer aus als bei anderen Menschenaffen. Einzelne menschenspezifische Gene wurden zwar mit einem größeren Gehirn in Verbindung gebracht, doch sie allein erklären nicht, warum der Neokortex im Laufe der Evolution so stark gewachsen ist.
„Wie groß ein Gehirn wird, entscheidet sich während der Entwicklung, denn dann entstehen die meisten Nervenzellen. Hirngewebe von sich entwickelnden Menschenaffen steht der Forschung jedoch nicht zur Verfügung. Und das aus gutem ethischem Grund”, erläutert Prof. Mareike Albert, die die Studie geleitet hat. Sie leitet eine Forschungsgruppe am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) und an der Fakultät Biologie der TU Dresden. „Wir haben uns deshalb gefragt: Wie lässt sich die Gehirnentwicklung verschiedener Arten trotzdem direkt vergleichen?”
Die Lösung sind Gehirnorganoide: winzige, dreidimensionale Gewebe, die aus Stammzellen heranwachsen und dem sich entwickelnden Gehirn ähneln, hier dem Neokortex. Das Team züchtete solche Organoide aus Stammzellen von Menschen, Schimpansen und Gorillas und verglich die frühen Entwicklungsstadien. Dabei zeigte sich, dass die drei Arten ihre gemeinsamen Gene deutlich unterschiedlich nutzen.
Gleiche Gene, andere Nutzung
Das kodierende Genom des Menschen stimmt zu 98 bis 99 Prozent mit dem von Schimpansen und Gorillas überein. Doch die gleichen Gene werden nicht zwangsläufig gleich genutzt. Das Team untersuchte die Genaktivität in den neuralen Stammzellen der Organoide und fand heraus, dass viele genetische Schalter beim Menschen anders arbeiten.
„Genetische Schalter sind kurze DNA-Abschnitte, die steuern, wie aktiv ein Gen ist. Man kann sie sich wie Dimmer vorstellen, die Gene hoch- oder runterregulieren”, erklärt Dr. Schütze, verantwortlich für den experimentellen Teil der Studie. „Wir haben knapp 600 Schalter gefunden, die in menschlichen neuralen Stammzellen aktiver sind als in denen von Schimpansen und Gorillas.”
Viele dieser Schalter steuern Gene, die die Form der Zelle beeinflussen, vor allem ob sie lange, verzweigte Fortsätze ausbildet. Schaltete das Team zwei dieser Gene in menschlichen Organoiden aus, verzweigten sich die Stammzellen weniger, und in einem Fall entstanden auch weniger Nervenzellen. Das passt zu früheren Studien: Stärker verzweigte Stammzellen nehmen mehr Signale aus ihrer Umgebung auf, teilen sich häufiger und bilden mehr Nervenzellen, was letztlich zu einem größeren Gehirn beiträgt.
„Es sind nicht unbedingt andere Gene, die das menschliche Gehirn besonders machen. Unser Erbgut ist dem der Menschenaffen sehr ähnlich. Wir arbeiten im Grunde mit demselben Baukasten, nur nutzen ihn unterschiedlich“, erklärt Prof. Albert.
Ein Fenster in die frühe Entwicklung
Menschenaffen sind bedroht und streng geschützt. Wie sich das Gehirn unserer nächsten lebenden Verwandten entwickelt, war für die Forschung deshalb bisher nicht zugänglich.
„Organoide öffnen uns ein Fenster in eine Entwicklungsphase, die wir sonst nicht untersuchen könnten”, sagt Prof. Albert. „Was uns zum Menschen macht, ist eine faszinierende Frage. Mit Organoiden können wir nun anfangen, diese Frage auf der Ebene einzelner Zellen und Gene zu beantworten.”
Originale Veröffentlichung
Theresa M. Schütze, Annika Kolodziejczyk, Nora Ditzer, Silvia Vangelisti, Emanuele Capra, Jeong-Eun Lee, Ilaria Chiaradia, Vida Kufrin, Seiya Yamada, Jula Peters, Maximilian Krause, Christina Eugster Oegema, Razvan P. Derihaci, Cahit Birdir, Takashi Namba, Alexander A. Wurm, Ulrich Martin, Pauline Wimberger, Katherine R. Long, Madeline A. Lancaster, Nereo Kalebic, Boyan Bonev and Mareike Albert: Human-specific morphoregulatory signatures in basal radial glia characterise neocortex evolution. Nature Communications (Oktober 2026)
Link: https://doi.org/10.1038/s41467-026-78474-0
Über das Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD)
Am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der TU Dresden widmen sich Spitzenforscher und -forscherinnen aus rund 25 Ländern neuen Therapieansätzen. Sie entschlüsseln die Prinzipien der Zell- und Geweberegeneration und ergründen deren Nutzung für Diagnose, Behandlung und Heilung von Krankheiten. Das CRTD verknüpft Labor und Klinik, vernetzt Forschende mit Klinikerinnen und Klinikern, nutzt Fachwissen in Stammzellforschung, Entwicklungs- und Regenerationsbiologie, um letztlich die Heilung von Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson, hämatologischen Krankheiten wie Leukämie, Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes sowie Augen- und Knochenerkrankungen zu erreichen. Das CRTD wurde 2006 als Forschungszentrum der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gegründet und bis 2018 als DFG-Forschungszentrum, sowie als Exzellenzcluster gefördert. Seit 2019 wird das CRTD mit Mitteln der TU Dresden und des Freistaates Sachsen finanziert.
Das CRTD ist eines von drei Instituten der zentralen wissenschaftlichen Einrichtung Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden.