Уникальный для человека ген определил большие размеры коры головного мозга
Китайские биологи определили ген, который не участвует в кодировании белков даже у наших ближайших родственников. Такую задачу он выполняет только у человека, стимулируя рост коры больших полушарий.
Подавляющее большинство генов кодируют молекулы матричной РНК, на которых синтезируются белки. Однако некоторые гены служат основой для производства РНК, которая в белки не превращается. Такие молекулы могут выполнять самые разные функции. Например, длинные некодирующие РНК (lncRNA) так и остаются в клеточном ядре и участвуют в регуляции работы других генов. Новая работа ученых из Пекинского университета показала, что такие молекулы сыграли важную роль в появлении нашего вида, определяя развитие большого мозга. Статья об этом опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
По мере эволюции того или иного вида обычные гены, кодирующие белки, способны менять специализацию и переходить к lncRNA и наоборот. Такие переходы могут влиять на тонкую настройку генома, меняя степень и время активности различных генов. ДНК человека очень мало отличается от ДНК ближайших родственников, и считается, что именно эти настройки определяют то, что делает человека человеком.
Группа китайских биологов во главе Чуань-Юнь Ли (Chuan-Yun Li) использовала открытые базы данных геномов, чтобы сравнить ДНК человека, шимпанзе, бонобо, а также несколько более далеких от человека в эволюционном смысле макак. Ученые обнаружили 29 случаев перехода lncRNA-генов в разряд генов, кодирующих белки, которые произошли с момента отделения нашей эволюционной ветви (высших приматов) от макак. Но еще больше – целых 45 – таких переходов произошли позднее и стали уникальной особенностью именно человеческого генома.
Один из таких участков привлек особенное внимание исследователей. ENSG00000205704 проявляет активность в нейронах головного мозга и кодирует короткий (всего 107 аминокислотных оснований) пептид, который обнаруживается как в клеточном ядре, так и в цитоплазме. Чтобы выяснить его функцию, ученые поставили эксперименты со стволовыми клетками, у которых работа ENSG00000205704 была либо подавлена, либо, наоборот, усилена сверх нормы. Выращивая такие клетки in vitro, «в пробирке», их затем стимулировали развиваться в зрелые нейроны.
Обнаружилось, что высокая активность ENSG00000205704 задерживает созревание нейронов. Благодаря этому они успевают пройти больше циклов деления, и в результате образуется больше взрослых нервных клеток. И наоборот, делеция (потеря участка хромосомы) ENSG00000205704 приводит к быстрому созреванию и появлению лишь небольшого числа нейронов. Эти выводы подтвердили и эксперименты in vivo, поставленные на лабораторных мышах. Внеся ENSG00000205704 в геном животных, ученые показали, что их неокортекс вырастает больше обычного.
Таким образом, переход ENSG00000205704 от регуляторных функций к кодирующим можно назвать одним из факторов, который определил развитие нашего вида. Его активность стимулирует рост крупного мозга, и прежде всего – неокортекса, который едва развит у низших млекопитающих, и только у человека составляет основную часть коры больших полушарий. Напомним, что ранее были найдены другие гены, которые также уникальны для нашего вида и стимулируют рост мозга во всем его объеме.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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