в мире науки

Архив новостей

Ген, который сделал человека человеком

ДНК-последовательности у людей и шимпанзе идентичны на 98%. На 2% различий приходится, как минимум, 15 млн. различающихся базовых пар, и эти изменения произошли примерно 6 млн. лет назад. Современная вычислительная техника позволила выявить 49 областей генома, которые изменялись особенно быстро, и один ген, которому, возможно, мы обязаны своим относительно крупным мозгом.

Кэтрин Поллард (Katherine Pollard) из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California) начала свои исследования с того, что стала с помощью компьютерной техники сопоставлять геномы шимпанзе и человека в поисках областей ДНК, претерпевших наибольшие изменения. Ей удалось выявить 49 таких областей в геноме человека. Она назвала их HAR-области (human accelerated regions – зоны ускоренного развития). Наиболее радикально изменившаяся область, получившая название HAR1, отличалась в 18 нуклеотидных парах из 118. Эти изменения произошли за последние несколько миллионов лет. За предшествующие 310 млн. лет, которые отделяют цыплят от обезьян, в этой области изменились только две нуклеотидные пары. «Это действительно революционные изменения», – замечает Поллард.

Софи Салама (Sofie Salama) из Калифорнийского университета в Санта-Круз провела детальное исследование этой области генома и показала, что она представлена двумя генами, названными HAR1F и HAR1R. Эти гены вовсе не кодируют протеины, которые выполняют специфическую функцию в организме. Скорее, они производят информационную РНК(mRNA)-молекулу, которая ведает самим производством протеинов.

Дальнейшие эксперименты, проведенные международной командой исследователей, показали, что ген HAR1F, начиная с седьмой недели развития плода, имеет высокую степень экспрессии в развивающемся неокортексе человеческого эмбриона – нарождающейся коре головного мозга. Информационная РНК производится окончатыми клетками Кахаля латеральной апертуры четвертого желудочка головного мозга. Прежние исследования показали, что именно эти клетки управляют созданием новых слоев нейронов коры головного мозга. Клетки Кахаля также производят белок рилин (reelin), который способствует формированию архитектуры человеческого мозга. По данным экспериментов на макаках-крабоедах (Macaca fascicularis), этот ген и у других приматов играет подобную роль. Хотя результаты исследований окончательно не связывают этот участок генетического аппарата с различиями устройства мозга людей и их ближайших родственников в природе, они не могут не интриговать. «Мы не знаем, что делает этот ген, а также не знаем, взаимодействует ли он с рилином. Но мы имеем очень убедительные свидетельства того, что этот ген чрезвычайно важен в развитии коры головного мозга. Эти данные не могут не захватывать, поскольку кора головного мозга человека имеет в три раза больший объем, чем у наших предшественников, – замечает руководитель команды Дэвид Хосслер (David Haussler) из Калифорнийского университета в Санта-Круз. – Что-то же привело к тому, что наш мозг эволюционировал и стал более крупным, а также более многофункциональным по сравнению с другими млекопитающими».

Это была только первая из 49 HAR-областей генома, которая была изучена. «Теперь нам предстоит изучить остальные 48», – говорит Хосслер. Более подробно об этом исследовании вы сможете прочитать на сайте журнала Nature.

Дэвид Биелло

Возврат к списку новостей

Следующая  |  Предыдущая