Как эволюция увеличила наш мозг

Мы стали умнее благодаря увеличившемуся мозгу, а мозг увеличился благодаря нескольким генетическим уловкам, заставляющим стволовые клетки мозга активнее делиться.

Несколько дней назад целый научный (и не только научный) мир хлопал в ладоши работе исследователей из Университета Дьюка, каковые увеличили мышиный мозг посредством людской ДНК. Мышам пересаживали регуляторную последовательность называющиеся HARE5, которую брали из генома шимпанзе и человека. HARE5 трудится энхансером (либо ассистентом-стимулятором) гена Frizzled 8, от которого зависит деление клеток-предшественников корковых нейронов в развивающемся мозге.

В следствии оказалось, что, если сравнивать с энхансером от шимпанзе, человеческий регуляторный фрагмент делал мозг мышей на 12 процентов больше, за счёт повышения числа нейронов в коре. Может, как раз вследствие этого куска ДНК человек и стал разумным?

Мозг эмбриона мыши, в котором из-за людской гена начали формироваться извилины (правая добрая половина). (Фото Wieland Huttner / Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics.) Извилины, которыми славится мозг приматов, появились в эволюции довольно поздно, а также у грызунов их ещё нет. (Фото EUSKALANATO / Flickr.com.)‹ ›

Может, не только из-за него. Только что в Science вышла новая статья, «храбрецом» которой стал второй кусок ДНК, в частности – ген ARHGAP11B (выделим – не регуляторный фрагмент, в частности ген, кодирующий данные о белке). Виланд Хуттнер (Wieland B. Huttner) и его коллеги из Университета молекулярной и клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка пробовали узнать, какие конкретно гены руководят развитием мозга у мыши и зародышей человека.

Прежде всего авторов работы интересовали молекулярно-генетические отличия между развивающимся развивающимся мозгом и мозгом людей грызунов.

В формирование коры полушарий вносят вклад пара типов стволовых клеток, каковые с течением времени преобразовываются в разные нейроны. И первостепенной задачей было отделить такие клетки друг от друга, дабы их возможно было сравнить у человека и у мыши. В следствии сравнения схожих линий стволовых клеток удалось отыскать 56 генов, каковые трудились в людской мозге, но которых не было у грызунов.

Среди них был один особенно деятельный, упомянутый выше ARHGAP11B. Про него как мы знаем, что он появился из-за неполного удвоения некоего предкового гена – неполного в том смысле, что в копии не хватало какой-то части оригинала. (В скобках увидим, что так выглядит простой метод появления новых генов, в то время, когда появляется дополнительный вариант какой-то уже существующей последовательности, по окончании чего один из вариантов делается «эволюционным полигоном», вбирающим мутации и получающим новые функции.) Копирование гена произошло уже по окончании того, как человек откололся от мартышек: ARHGAP11B нет ни у шимпанзе, ни, тем более, у грызунов, но он имеется у денисовских людей и неандертальцев (ещё один вымерший подвид людей, за изучение которых Русский академия наук пару дней назад присудила собственную высшую приз). Так что о громадной роли этого гена в «оразумливании» человека подозревали в далеком прошлом.

Сейчас, возможно сообщить, подозрения подтвердились. Пересаженный мышам, ARHGAP11B в два раза увеличивал число нейронов в коре; более того, время от времени у мышей с ARHGAP11B кроме того начинали формироваться извилины, каковые, как мы знаем, у грызунов всецело отсутствуют. На клеточном уровне воздействие гена сводилось к тому, что он увеличивал число промежуточных клеток-предшественников и побуждал их чаще делиться перед тем, как они совсем превратятся в специальные нейроны.

Само собой разумеется, эффективность мозга зависит не только от количества, но и от характера связей между нейронами, от архитектуры нервных цепей и больших нейронных «департаментов». Вместе с тем было бы необычно отрицать, что чем больше нейронов, тем больше вариантов для самых различных архитектурных изысков. Так что собственной разумностью мы в большой степени обязаны молекулярно-генетическим инструментам, каковые добавили нам нервных клеток.

на данный момент мы знаем два таких инструмента: регуляторный элемент HARE5 и ген ARHGAP11B, и нельзя исключать, что предстоящие изучения добавят ко мне и других генетических «игроков».

Создатель: Кирилл Стасевич

Случайные записи:

• Силицен обещает больше, чем графен
• Дёсны древних римлян оказались здоровее, чем у нас

Интервью с Михаилом Кучментом, основателем гипермаркетов Hoff.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Мозг сам управляет производством новых нейронов

  Стволовые клетки во взрослом мозге находятся в подчинении у особых нейронов, каковые смогут ускорять либо замедлять появление новых нервных клеток. О…

• Мозг людей стал большим из-за «продвинутых» стволовых клеток

  В развивающемся мозге человека имеется стволовые клетки, каковые делятся намного активнее, чем их эволюционные предшественники у других животных….

• Зачем мозгу новые нейроны

  Новые нервные клетки, направляющиеся в обонятельную луковицу, необходимы для поддержания упорядоченной структуры нервных цепочек. Уже давно не новость,…

• Нейрон размером с мозг

  Отростки нейронов подкорковой ограды попадают в самые далекие отделы мозга. Чтобы выяснить, как трудится мозг, мы должны знать, как выглядят его…