Из-за замены одной аминокислоты в нашем мозге больше нейронов, чем было у неандертальцев
Мозг неандертальца не отличается по размерам от мозга человека разумного, однако оказалось, что наша новая кора содержит большее количество нервных клеток. Это связано с единственной аминокислотной заменой в белке TKTL1, увеличившей число клеток радиальной глии, из которых во время эмбрионального развития формируются нейроны, и внесшей вклад в эволюцию когнитивных способностей человека.
Изменение строения мозга считается основным фактором развития когнитивных способностей, происходившего в процессе эволюции человека разумного (Homo sapiens). При этом сравнение размеров мозга наших ближайших вымерших родственников неандертальцев (Homo neanderthalensis) и современных людей не выявило каких-либо различий. Однако о разнице в количестве нейронов, которое также вносит вклад в когнитивные способности, до сих пор ничего не было известно.
Теперь исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (Германия) обнаружили, что белок TKTL1, который у нас и неандертальцев отличается всего одной аминокислотой, влияет на количество радиальной глии. Эти клетки представляют собой предшественников нейронов развивающегося неокортекса (верхнего и самого «эволюционно-нового» слоя коры больших полушарий).
Активность каталитического фермента TKTL1 — транскетолаза-подобного белка 1 — оказалась особенно высока в лобной доле коры плода человека, именно там он вносит вклад в образование большего числа клеток радиально глии. У нас этот белок содержит аминокислоту аргинин, вместо которой у неандертальцев был лизин. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
В ходе экспериментов ученые сравнили как две версии TKTL1 влияли на производство нейронов в неокортексе эмбриона мыши. Они заметили, что число радиальных глиальных клеток, увеличивалось у зародышей с TKTL1 человека разумного, но не с неандертальской версией этого белка. Как следствие, мозг взрослых мышей с аргинин-содержащим TKTL1 имел больше нейронов.
После этого исследователи изучили актуальность этих эффектов при развитии человеческого мозга. С этой целью они заменили аргинин на лизин в TKTL1 органоидов человеческого мозга — миниатюрных структурах, имитирующих строение различных органов. На этой модели ученые смогли еще раз подтвердить свою гипотезу.
Хотя мы и не можем точно узнать, сколько нейронов было в мозгах неандертальцев, на основе полученных данных можно заключить, что у человека разумного вероятно больше нейронов в лобной доле мозга, где активность TKTL1 наиболее высока. Этот белок влияет на метаболизм клеток, в частности, стимулирует пентозофосфатный путь окисления глюкозы и усиливает синтез жирных кислот, что в свою очередь повышает производство определенных мембранных липидов, необходимых для деления и роста клеток радиальной глии.
Telegram 
Дзен 
VK Стартовое окно для крупнейшей ракеты в земной истории откроется 22 мая, в 01:30 ночи по московскому времени. Прямая трансляция начнется примерно за час до запуска. Вероятность переноса по причине погоды довольно велика, и все же крайне важный для современной космонавтики пуск может состояться этой ночью.
Во время раскопок в старинном немецком городе Падерборн археологи наткнулись на отхожие места XIII-XIV веков. В одном обнаружили исключительно хорошо сохранившиеся предметы. Среди них — деревянный блокнот с покрытыми воском «страницами», исписанными латынью, и куски шелковой ткани, которые, видимо, использовали в качестве туалетной бумаги.
Лесовозные дороги сегодня важны для вывозки сырья и связи между удаленными территориями. Однако из-за слабых грунтов, сурового климата и высоких нагрузок от тяжелой техники они быстро разрушаются. Традиционно их строят из щебня и песка, но на переувлажненной или промерзающей земле такие конструкции деформируются и требуют частых ремонтов. Поэтому для укрепления дорог все чаще применяют геосинтетические материалы — полимерные прослойки, которые удерживают полотно от сдвига и отводят воду. Проблема в том, что действующие российские нормативы учитывают их влияние лишь усредненно, что не позволяет точно спрогнозировать поведение дороги на конкретном грунте. В итоге проектировщики либо закладывают избыточные слои материалов, либо недооценивают нагрузки и получают недолговечную конструкцию. Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали методику количественной оценки влияния геосинтетики на прочность путей. Она позволяет заранее рассчитывать, во сколько раз вырастет устойчивость дороги в зависимости от типа грунта и жесткости прослойки. Это поможет не только сократить затраты, но и строить более надежные конструкции даже в сложных природных условиях.
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.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
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.
Астроциты — клетки, которые долго считались лишь «помощниками» нейронов — оказались частью скрытой системы связи в мозге. Они, как показали результаты нового исследования, формируют собственные протяженные сети, соединяющие разные части головного мозга. Это открытие меняет представление о том, как мозг координирует свою работу, адаптируется к новым условиям и восстанавливается после повреждений.
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