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 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.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
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.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
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