01.06.2018
Редакция Naked Science
280

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Позавчера, 19:03
Илья Ведмеденко

По данным источника РИА Новости, испытания нового варианта беспилотного летательного аппарата «Охотник» с плоским соплом начнут летом. Ранее стало известно, что первые серийные БПЛА могут передать военным уже в 2024 году.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: