Биологи нашли гены, заставляющие наш мозг расти большим — Naked Science
01.06.2018
6 минут
Редакция

Биологи нашли гены, заставляющие наш мозг расти большим

Идентифицировано семейство генов NOTCH2NL, уникальных для человека и заставляющих стволовые клетки производить больше нейронов для крупного мозга.

dims

Всем известно, что человеческий мозг — один из самых больших на планете и исключительно велик для размеров нашего тела. Однако до сих пор никто не мог сказать, как именно он достигает своих впечатляющих размеров. Объяснение этому дают две недавние работы, результаты которых представлены в статьях, опубликованных в журнале Cell (1, 2). Команды Пьера Вандерхагена (Pierre Vanderhaeghen) из Брюссельского свободного университета и Дэвида Хосслера (David Haussler) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе описывают семейство генов NOTCH2NL, вовлеченное в рост объема мозга.

 

«С учетом довольно стремительной эволюции человеческого мозга, — говорит Пьер Вандерхаген, — соблазнительно предположить, что именно новые, специфические для людей гены отвечают за этот процесс». В самом деле, гены NOTCH2NL уникальны для нашего вида: они не обнаруживаются ни у макак, ни у орангутанов, и даже у таких близких к нам видов, как гориллы и шимпанзе, они хотя и имеются, но остаются неактивны. У человека же NOTCH2NL работают, по-видимому, продлевая жизнь стволовых клеток-предшественниц нейронов, так что они успевают произвести больше делений и дать жизнь большему числу клеток формирующегося мозга.

 

Пьер Вандерхаген и его коллеги анализировали РНК, которые синтезируются с активных генов в ходе кортикогенеза у человеческих эмбрионов. Это позволило идентифицировать группу из 35 молодых, специфических для нас генов. Все семейство оказалось паралогами (видоизмененными копиями) уже знакомого ученым и весьма древнего гена рецептора Notch 2. Известно, что он вовлечен в развитие организма еще у дрозофил и в мозге стимулирует производство нейронов.

 

В самом деле, эксперименты на мышах и человеческих плюрипотентных стволовых клетках показали, что результат действия генов NOTCH2NL — увеличение числа новых нейронов. «Из одной стволовой клетки вы можете получить либо две клетки-предшественницы, которые дадут два нейрона, либо одну предшественницу и один нейрон, — объясняет Пьер Вандерхаген. — И NOTCH2NL смещает выбор между этими вариантами в сторону двух клеток-предшественниц, что в итоге приводит к появлению большего числа нейронов».

 

К схожим результатам пришли и ученые из группы Дэвида Хосслера, которые начали со сравнения активности генов в формирующемся мозге макаки и человека. Одним из основных различий и оказалось семейство NOTCH2NL. Исследователи удалили эти гены из стволовых клеток и запустили их развитие в сторону нервной ткани, показав, что при этом зрелые нейроны появляются быстрее, но пул стволовых клеток исчерпывается раньше, успевая произвести заметно меньше нейронов.

 

Внимательный анализ последовательности ДНК генов NOTCH2NL позволил ученым найти небольшой участок 1q21.1, изменения в котором ассоциированы с некоторыми нарушениями развития мозга. Судя по всему, активность NOTCH2NL привела не только к увеличению объемов мозга у наших предков, но и сделала нас подверженными развитию таких состояний, как микро- и макроцефалия.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Вчера, 15:31
4 минуты
Илья Ведмеденко

По оценкам американских специалистов, одно место на пилотируемой версии корабля Dragon стоит 55 миллионов долларов. Это намного дешевле стоимости одного места на аппаратах серии «Союз».

Позавчера, 16:28
4 минуты
Никита Шевцов

Австрийские ученые обнаружили в образцах биологических жидкостей людей новый вид бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: