Эволюцию мозга человека определил всего один мутантный ген
Как выяснила группа немецких ученых, специфичный для человека ген оказался основным фактором расширения новой коры головного мозга. А значит, действие этого гена, появившегося в результате всего пары мутаций, могло помочь человеку в ходе эволюции развить уникальные когнитивные способности.
Новая кора, или неокортекс, — эволюционно наиболее молодая область коры головного мозга. Ее выделяют у всех видов млекопитающих, однако именно у человека неокортекс составляет основную часть коры, даже при сравнении с высшими человекообразными обезьянами. Именно эта область мозга отвечает за такие высшие когнитивные способности, как осознанное мышление, речь, обучение и способность к рассуждению.
Считается, что наблюдаемое у человека увеличение объема коры связано с более высокой пролиферативной способностью (то есть способностью к размножению клеток делением и последующему разрастанию ткани) клеток -предшественников нейронов коры головного мозга. И хотя гены, ответственные за подобную повышенную пролиферацию, уже, казалось бы, были найдены в предыдущих исследованиях, их влияние на развитие мозга человекообразных обезьян еще никто не изучал.
Это заметила группа ученых из Института молекулярной клеточной биологии и генетики имени Макса Планка (Германия) и решила выяснить, как активность гена, повышающего пролиферацию предшественников нейронов у человека, будет действовать в мозгу шимпанзе — характерного представителя человекообразных обезьян. Статья с результатами исследования опубликована в журнале EMBO Reports.
Однако ранее исследования на человекообразных обезьянах не проводились не просто так, ведь они запрещены в Европе по этическим соображениям. Авторы новой работы нашли выход — они проводили эксперименты с так называемыми мозговыми органоидами. Органоиды представляют собой модельные трехмерные клеточные структуры диаметром несколько миллиметров, которые можно выращивать из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) шимпанзе или человека.
ИСПК получают, перепрограммируя обычные дифференцированные клетки с уже заданной функцией так, что они становятся вновь стволовыми. Далее из них можно получить почти любые другие клетки, в том числе органоиды, имитирующие мозговую ткань и даже отдельно кору головного мозга. Причем ранее было показано, что исследования на таких органоидах идентичны экспериментам на реальном мозге.
Ученые выбрали известный ранее специфичный для человека ген ARHGAP11B, активный в основном в клетках-предшественниках нейронов в неокортексе плода человека, и заставили его экспрессироваться в клетках мозговых органоидов шимпанзе. Это привело к удвоению количества предшественников нейронов, играющих ключевую роль в расширении неокортекса.
С другой стороны, заблокировав экспрессию этого гена в клетках мозговых органоидов человека, исследователи снизили количество предшественников нейронов неокортекса до уровня шимпанзе. Причем блокировка схожего, но не идентичного гена ARHGAP11A, гораздо более распространенного среди многих видов животных, не приводит к таким кардинальным изменениям.
Предполагается, что ген ARHGAP11B появился в результате частичной дупликации (удваивания) гена ARHGAP11A примерно 5 миллионов лет назад и дальнейшей мутации этой копии. Возможно, именно эти мутации и последующая экспрессия ARHGAP11B и сыграли ключевую роль в увеличении когнитивных способностей и эволюции человека.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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