Клетки мозга неандертальцев делились быстрее, чем у современных людей
Немецкие ученые исследовали различия белков, участвующих в делении клеток у современного человека и тех, что были у нашего ближайшего родственника — неандертальца. Оказалось, митоз стволовых клеток мозга вымерших гоминид происходил быстрее, но с большим количеством ошибок при расхождении хромосом.
Эволюционные пути предков современного человека (Homo sapiens) и неандертальцев (Homo neanderthalensis) разошлись примерно полмиллиона лет назад. За это время в нашем геноме накопилось немало изменений — согласно оценкам, H. sapiens отличается от вымершего гоминида (своего ближайшего родственника) примерно 100 аминокислотными остатками в различных белках.
Биологическое значение этих изменений пока плохо понятно, однако с частью из них разобрались немецкие исследователи, авторы новой статьи в журнале Science Advances. Они обратили внимание на шесть мутаций — те, что затрагивают три белка, управляющих работой кинетохор (части хромосом, которая крепится к веретену деления) и расхождением хромосом при митозе. Это белки KIF18a, KNL1 и SPAG5, активно синтезирующиеся в стволовых клетках при образовании коры больших полушарий, а точнее — неокортекса. Именно эта часть мозга отвечает за такие сложные функции, как восприятие сенсорных сигналов, мышление, речь и прочее.
Появление семейства гоминид антропологи связывают как раз с резким усложнением мозга, а также прямохождением и особенностями кисти — это так называемая гоминидная триада. Судя по изученным черепам, неандерталец имел мозг, сравнимый по размеру с таковым у человека — единственного ныне живущего гоминида. Однако важные различия все же были — чтобы это выяснить, исследователям пришлось «воскресить» некоторые белки неандертальцев.
В первом эксперименте последовательность белков мыши изменили так, чтобы они точно соответствовали белкам Homo sapiens. Вообще, исходно у мышей они идентичны тем, что были у неандертальцев и до сих пор есть у человекообразных обезьян. Для получения трансгенных грызунов использовали технологию генного редактирования CRISPR/Cas9: она позволила создать так называемых гуманизированных мышей, то есть имеющих человеческие белки.
«Мы обнаружили, что все три аминокислотных остатка у современного человека в двух из этих белков связаны с более длительной метафазой — фазой, когда идет подготовка хромосом к клеточному делению, что приводит к меньшему числу ошибок при их распределении по дочерним клеткам, стволовым нервным клеткам — совсем как это происходит у современных людей», — объяснил Фелипе Мора-Бермудес (Felipe Mora-Bermudez), руководитель научного коллектива.
Далее ученые выяснили, оказывает ли введение неандертальских белков в клетки современного человека обратный эффект. Выращивать ребенка-мутанта они, разумеется, не стали — вместо этого в ход пошли органоиды мозга, так называемые мини-мозги в пробирке. Это небольшое подобие настоящего органа, которое выращивают в биореакторе, используя как основу стволовые клетки. В последнее время «мини-мозги» стали популярным инструментом биомедицинских исследований, ведь они воспроизводят тканевую организацию мозга, в том числе кору больших полушарий.
На сей раз метафаза стала более короткой и ученые заметили больше ошибок при расхождении (сегрегации) хромосом. Авторы предполагают, что три изменения последовательностей белков KIF18a и KNL1 у современных людей снизили число нарушений этого критического для деления клеток и развития мозга процесса. Напомним, что нарушения расхождения хромосом не сулят ничего хорошего — их результатом могут стать трисомия (например, синдром Дауна) или развитие рака.
Похоже, новое исследование выявило новый важный фактор, который помог Homo sapiens одержать верх над конкурентами, создать цивилизацию и преобразить облик всей планеты.
Telegram 
Дзен 
VK Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Анатомия брахицефальных пород собак нарушила привычные механизмы визуального восприятия у людей. Исследование показало, что для понимания настроения питомцев с плоскими мордами человек тратил на 45% больше времени и совершал больше зрительных микродвижений. Искаженные пропорции заставляли мозг переходить в энергозатратный режим детального сканирования, повышая риск неправильной интерпретации состояния животного.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии