Версия для слабовидящих
Человеческая ДНК увеличила мозг мышей Печать Email
Новости науки
25.02.2015

Размер человеческого мозга увеличивался в ходе эволюции, что дало людям уникальные возможности, среди которых – способность пользоваться речью и решать сложные математические задачи. Однако учёные не могли понять, почему человеческий мозг стал больше, чем у ближайших живущих на Земле родственников человека – шимпанзе, тогда как почти все гены у людей и этих обезьян идентичны.

Исследователи из университета Дьюка в поисках ответа на этот вопрос обнаружили ключевые различия в генетическом коде человека и шимпанзе, касающиеся мозга. Затем биологи визуализировали правильность своих выводов в экспериментах над эмбрионами мыши.

Каждый геном содержит тысячи небольших участков ДНК, называемых усилителями (или энхансеры): их роль заключается в контроле активности генов. Некоторые из них являются уникальными для человека, некоторые действуют в конкретных тканях. Но раньше учёные не прослеживали влияние конкретных усилителей непосредственно на анатомию мозга.

В ходе нового исследования учёные рассмотрели данные о геномах человека и шимпанзе, чтобы выделить усилители, которые работают в тканях головного мозга на ранних стадиях развития. В первую очередь их интересовали те усилители, которые у двух исследуемых родов существенно отличаются друг от друга. Из 106 потенциальных кандидатов специалисты в конце концов выделили шесть, получивших название от HARE1 до HARE6 (сокращение от human-accelerated regulatory enhancers, то есть усиленные у человека регуляторы-энхансеры).

В ходе дальнейшей работы учёные выявили незначительные различия в регуляторе активности генов HARE5: при внедрении этого регулятора в ДНК эмбрионов мышей их мозг по площади становился на 12% больше, чем у эмбрионов, получивших последовательность HARE5 от шимпанзе. HARE5 привлёк внимание исследователей также благодаря своему хромосомному расположению вблизи гена FZD 8, являющемуся частью известной молекулярной сети. Ранее исследователи установили, что она задействована в развитии мозга, а также причастна к некоторым заболеваниям мозга.

Человеческая версия последовательности ДНК под названием HARE5 включает гены, важные для развития мозга. Активные гены окрашены в синий цвет (фото Silver lab, Duke University).

Последовательности HARE5 у человека и шимпанзе отличаются лишь 16 нуклеотидами в генетическом коде. Тем не менее, внедрив последовательность в ДНК эмбрионов грызунов, исследователи обнаружили: человеческий усилитель активен с самого начала развития и в целом значительно в большей степени, чем усилитель шимпанзе.

При этом различия активности были обнаружены в критический момент для развития мозга, когда нервные клетки-предшественники делятся (незадолго до появления нейронов). В конечном счёте в мозге мышей, "обработанных" человеческой последовательностью HARE5, оказалось больше нейронов.

Под конец периода эмбрионального развития различия в размерах мозга у эмбрионов мышей стало заметно невооружённым глазом. Сильные различия были заметны непосредственно в коре головного мозга – области, ответственной за язык, ассоциации и осмысленное поведение.

Выводы, опубликованные в издании Current Biology, могут помочь понять не только генетику особенностей человеческого мозга, но и объяснить, почему некоторые люди страдают от таких заболеваний, как аутизм и болезнь Альцгеймера, в то время как приматов эти недуги не касаются.

"Мне кажется, что наши выводы – это только начало подобных исследований, – говорит Дебра Силвер (Debra Silver), доцент кафедры молекулярной генетики и микробиологии университета Дюка. – Мы обнаружили и некоторых других кандидатов, которые могут отвечать за уникальность человеческого мозга".

В дальнейшем учёные планируют изучить выросших лабораторных мышей, подвергнутых воздействию последовательности HARE5 человека или шимпанзе. Вероятно, исследователям удастся обнаружить различия в поведении или структуре мозга. Правда, для этого группе придётся создать и вырастить новых грызунов: все подопытные эмбрионы этого исследования подверглись вскрытию в научных целях.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2378612

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта