Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.06.2018
Редакция Naked Science
434

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
10 часов назад
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

Позавчера, 11:38
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

Сегодня, 09:22
Василий Парфенов

Аббревиатура ЖКХ хорошо знакома каждому россиянину. За ней скрывается целый спектр привычных образов. При этом цифровизация и применение искусственного интеллекта в этом контексте вспоминаются далеко не первыми. Сфера коммунальных услуг не чужда высоким технологиям, просто они не всегда заметны пользователю. Naked Science рассказывает, как искусственный интеллект, большие данные, нейросети и машинное обучение делают городскую инфраструктуру надежнее и эффективнее.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

Позавчера, 11:38
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

24 ноября
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

[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
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
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: